半導(dǎo)體制造工藝_05光刻(下)(已改無錯字)
2023-03-19 12:03:15 本頁面
【正文】 近式曝光的一種遮蔽式曝光。 掩模版為 XRL系統(tǒng)中最困難且關(guān)鍵的部分，而且 X射線掩模版的制作比光學(xué)掩模版來得復(fù)雜。為了避免 X射線在光源與掩模版間被吸收，通常曝光都在氦的環(huán)境下完成。 可以利用電子束抗蝕劑來作為 X射線抗蝕劑，因為當(dāng) X射線被原子吸收，原子會進(jìn)入激發(fā)態(tài)而射出電子。激發(fā)態(tài)原子回到基態(tài)時，會釋放出 X射線，此 X射線被原子吸收，故此過程一直持續(xù)進(jìn)行。所有這些過程都會造成電子射出，所以抗蝕劑在 X射線照射下，就相當(dāng)于被大量的二次電子照射。 34 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 35 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) X射線圖形曝光的幾何效應(yīng) 36 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 離子束圖形曝光 離子束圖形曝光比光學(xué)、 X射線與電子束圖形曝光技術(shù)有更高的分辨率，因為離子有較高的質(zhì)量而且比電子有較小的散射。最主要的應(yīng)用為修補(bǔ)光學(xué)圖形曝光用的掩模版。下圖為 60keV的 50個氫離子注入 PMMA及不同襯底中的電腦模擬軌跡。 37 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 不同圖形曝光方法的比較 先前討論的圖形曝光方法，都有 100nm的或更好分辨率。每種都有其限制：光學(xué)法的衍射現(xiàn)象、電子束的鄰近效應(yīng)、 X射線的掩模版制作復(fù)雜、EUV的掩模版空片的制作困難、離子束的隨機(jī)空間電荷效應(yīng)。 對于 IC的制造，多層掩模版是必需的，然而，所有的掩模版層并不需要都用相同的圖形曝光方法。采用混合與配合的方法，可利用每一種圖形曝光工藝的優(yōu)點來改善分辨率與提供產(chǎn)率。 根據(jù)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會的設(shè)想， IC制作技術(shù)將在 2023年時會達(dá)到 50nm。對于每一代新技術(shù)，由于要求更小的特征尺寸與更嚴(yán)格的套準(zhǔn)容差，圖形曝光技術(shù)更成為推動半導(dǎo)體工業(yè)的關(guān)鍵性技術(shù)。 38 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 各種圖形曝光技術(shù)的比較如下 光學(xué) 248/193nm SCALPEL EUV X射線 離子束 光刻機(jī) 光源 激光 電子束 極遠(yuǎn)紫外線 同步輻射 離子束 衍射限制 有 沒有 有 有 沒有 曝光法 折射式 折射式 折射式 直接光照 全區(qū)折射式 步進(jìn)與掃描 是 是 是 是 步進(jìn)機(jī) 200mm硅晶片的產(chǎn)率（片 /h） 40 3035 2030 30 30 掩模版 縮小倍率 4x 4x 4x 1x 4x 光學(xué)鄰近修正 需要 不需要 需要 需要 不需要 輻射路徑 穿透 穿透 反射 穿透 印刷式 抗蝕劑 單層或多層 單層 單層 表面成像 單層 單層 化學(xué)放大抗蝕劑 是 是 不是 是 不是 39 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) 光刻總結(jié) 理論分辨率： NAkR?1?短波長光源 大 NA：透鏡系統(tǒng)、浸潤 小 k1： RET及工藝和光刻膠改進(jìn) 實際分辨率：光刻膠、曝光系統(tǒng)、光源 PSM OPC OAI 焦深 : 22 )( NAkDOF?? ???40 半導(dǎo)體制備工藝基礎(chǔ) 第四章 光刻原 理 (下 ) ? 靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。 , March 19, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 11:55:4111:55:4111:553/19/2023 11:55:41 AM ? 1以我獨沈久，愧君相見頻。 :55:4111:55Mar2319Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 11:5
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