微細(xì)加工9非光學(xué)光刻(參考版)
2025-05-02 05:52本頁(yè)面
【正文】 如果束斑直徑為 ?m，則共需曝光多少次？如果電子束每點(diǎn)的曝光時(shí)間為 1 ?s ，離子束為 ?s ，分別計(jì)算電子束和離子束完成曝光所需的時(shí)間。如果都采用接近式曝光，間隙為 10 ?m ，則每種光源的分辨率是多少？ 利用圖 ，估算下式中的參數(shù) E? ? ?、 和220Ee x p e x p22rrII ?????? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 對(duì) 100 100 mm2 的正方形硅片用圓形電子束或離子束進(jìn)行逐點(diǎn)掃描曝光。但也有人認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)幾種不同技術(shù)適應(yīng)不同需求而共存的局面。其中有些技術(shù)具有 ?m 的潛在能力，但每一種候選技術(shù)都有一些關(guān)鍵的技術(shù)難題需要解決。為了對(duì)付幾年以后 20nm 曝光要求的挑戰(zhàn) ，人們必須尋求新的替代技術(shù)?，F(xiàn)在利用 193nm 的深紫外光，已可獲得 50nm 的線寬。 各種光源的比較 光譜 波長(zhǎng)（ nm) 曝光方式 光刻膠 掩模材料 分辨率 紫外光 36 436 各種有掩模方式 光致 玻璃 /Cr ?m 深紫外光 19 248 各種有掩模方式 電子 石英 /Cr、 石英 /Al ?m 極紫外光 10 ~ 15 縮小全 反射 電子 多涂層反射層/金屬吸收層 ?m X 射線 ~ 4 接近 電子 Si、 Si3N Al2O3/ Au、 Pt、 Os 等 ?m 小結(jié) 用于深紫外光、極紫外光、 X 射線、電子束投影、離子束投影等的曝光，適宜于大批量生產(chǎn) 各種獲得光刻膠圖形的途徑 電子束圖形發(fā)生器 光學(xué)圖形發(fā)生器 電子束曝光系統(tǒng) 掩模圖形的產(chǎn)生 光學(xué)光刻掩模 高分辨率掩模 直接描畫式曝光 用于接觸式曝光、接近式曝光與投影式曝光，生產(chǎn)周期短，缺陷密度低 用于電、離子束直寫曝光，適宜于試驗(yàn)性器件、要求分辨率特別高的器件、少量生產(chǎn)的器件 CAD 圖形曝光技術(shù)展望 若干年前人們認(rèn)為，由于衍射效應(yīng)等的限制，光學(xué)（紫外與深紫外光）曝光的分辨率極限為 1 ?m。由于離子的散射比電子小，從這個(gè)意義上說(shuō)，離子束掩模版的制造難度比電子束掩模版的要小一些。與電子束相比，離子束的穿透力小，不易穿過(guò)膠層達(dá)到晶片上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。另一種可能的用途是，利用增強(qiáng)腐蝕作用把很薄的 SiO2 層作為無(wú)機(jī)正性光刻膠使用，并將其用作雙層膠的頂層膠。對(duì)于各種電子束光刻膠，離子束的靈敏度均比電子束高近兩個(gè)數(shù)量級(jí)，因此可縮短曝光時(shí)間，提高生產(chǎn)效率； 離子的質(zhì)量大，因此散射很小，由散射引起的鄰近效應(yīng)小，有利于提高分辨率； 當(dāng)采用與 X 射線類似的接近式曝光時(shí)，無(wú)半影畸變與幾何畸變； 可以利用 FIB 技術(shù)直接在硅片上進(jìn)行離子束刻蝕或離子注入，而完全擺脫掩模版與光刻膠； 有增強(qiáng)腐蝕作用 被 H+ 離子照射過(guò)的 SiO2 層，其腐蝕速率比未照射區(qū)的高約 5 倍。 離子束光刻 當(dāng)將離子束應(yīng)用于曝光時(shí)，其加工方式有 掩模方式（投影方式） 聚焦方式（直寫方式、掃描方式、 FIB） 接近式 聚焦離子束光刻機(jī)的基本原理與直寫電子束光刻機(jī)大體相同，不同之處有 由 LMIS（單體或共晶合金）代替電子槍； 必須使用質(zhì)量分析系統(tǒng)； 通常采用靜電透鏡和靜電偏轉(zhuǎn)器； 主高壓的范圍較寬，可以適用于曝光、刻蝕、注入等各種不同用途。 在圖像質(zhì)量和生產(chǎn)效率之間存在矛盾。 掩模版的透明區(qū)通常是富硅的氮化硅，厚約 ?m 。不透明區(qū)不是吸收電子而是以足夠大的角度散射電子，使之被光闌阻擋。這是限制投影電子束曝光的實(shí)際應(yīng)用的主要障礙； 對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題 在投影電子束光刻中，最有希望的技術(shù)之一被稱為 角度限制散射投影電子束光刻 （ Scattering with Angular Limitation Projection Electronbeam Lithraphy, SCALPEL），它是利用散射反差的對(duì)比來(lái)產(chǎn)生圖形。 存在的問(wèn)題 掩模版制造困難。 由于曝光視場(chǎng)不大（一般為 3 3 mm2 ），所以工件臺(tái)也需作步進(jìn)移動(dòng)。 投影電子束曝光技術(shù)既有電子束曝光分辨率高的優(yōu)點(diǎn)，又有投影曝光所固有的生產(chǎn)效率高成本低的優(yōu)點(diǎn)，因而是目前正積極研究開(kāi)發(fā)的一種技術(shù)。 此外， EUV 光刻膠需要很高的靈敏度。為了制作成品率大于 90% 的掩模版 ，要求多涂層淀積工藝的缺陷密度小于 10 3 個(gè) /cm2 。 制作無(wú)缺陷的掩模版是 EUVL 技術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的要求。 EUV掩模版的制作過(guò)程，是先在作為襯底的硅晶片上淀積多涂層反射層，接著淀積一層保護(hù)性過(guò)渡薄層及一層金屬吸收層。 四、掩模版 對(duì)全反射系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，掩模版的 “ 透光 ” 部分為有多涂層的部分，“ 不透光 ” 部分則是覆蓋在多涂層上的已制成所需圖形的金屬吸收層。 反射鏡數(shù)量的選擇：為達(dá)到最佳成像質(zhì)量和最大像場(chǎng)，應(yīng)采用盡可能多的反射鏡，但受到光傳輸效率的限制，所以必須在大象場(chǎng)的成像質(zhì)量和曝光效率之間作折中考慮。 ?? 三、精密光學(xué)系統(tǒng) 縮小的光學(xué)成像系統(tǒng)的制造與計(jì)量是 EUV 技術(shù)中最困難的光學(xué)課題。已經(jīng)用“ MoSi ” 涂層制成直徑為 4 英寸的反射鏡，在波長(zhǎng)為 nm 時(shí)的反射率為 65 % ，涂層周期為 nm 。 EUV 光刻技術(shù)最大的單項(xiàng)突破就是開(kāi)發(fā)出了精確的多層涂復(fù)技術(shù)，使對(duì) EUV 的反射率超過(guò)了 60%。這種光源的開(kāi)發(fā)需解決以下三個(gè)問(wèn)題， 高平均功率激光器的開(kāi)發(fā)； 從激光到 EUV 輻射的轉(zhuǎn)換效率； 無(wú)殘碎片，以防止聚光系統(tǒng)被損傷或被涂復(fù) 二、 EUV 反射鏡 光學(xué)研究表明，采用疊片的方式可以獲得共振反射，從而得到很高的反射率。 晶片 多涂層EUV 反射成像系統(tǒng) EUV 光束 多涂層EUV 反射聚光系統(tǒng) 高功率激光器 激光激發(fā)等離子體 掩模版 一、 EUV 光源 可選擇的 EUV 光源有三種：電子碰撞 X 射線源、激光產(chǎn)生的等
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1