極紫外光刻系統(tǒng)是采用13.5納米波長極紫外光源的半導(dǎo)體制造**設(shè)備,可將芯片制程推進(jìn)至7納米、5納米及更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)由荷蘭阿斯麥公司于2019年推出第五代產(chǎn)品,突破光學(xué)衍射極限,將摩爾定律物理極限推向新高度。2021年12月14日,中國工程院***發(fā)布的"2021全球**工程成就"將其列為近五年全球工程科技重大成果,評選標(biāo)準(zhǔn)包括**技術(shù)突破、系統(tǒng)集成創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)帶動效益三項(xiàng)維度 [1-7]。采用13.5納米波長的極紫外光源,突破傳統(tǒng)深紫外光刻193納米波長限制,通過多層鍍膜反射式光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高精度曝光。該技術(shù)使芯片制程工藝節(jié)點(diǎn)從10納米推進(jìn)至7納米、5納米及3納米水平,相較前代技術(shù)晶體管密度提升3倍以上 [5] [7]。缺點(diǎn):光刻膠污染掩膜板;掩膜板的磨損,壽命很低(只能使用5~25次);1970前使用,分辨率〉0.5μm。昆山供應(yīng)光刻系統(tǒng)按需定制
其主要成像原理是光波波長為10~14nm的極端遠(yuǎn)紫外光波經(jīng)過周期性多層膜反射鏡投射到反射式掩模版上,通過反射式掩模版反射出的極紫外光波再通過由多面反射鏡組成的縮小投影系統(tǒng),將反射式掩模版上的集成電路幾何圖形投影成像到硅片表面的光刻膠中,形成集成電路制造所需要的光刻圖形。目 前EUV技 術(shù) 采 用 的 曝 光 波 長 為13.5nm,由于其具有如此短的波長,所有光刻中不需要再使用光學(xué)鄰近效應(yīng)校正(OPC)技術(shù),因而它可以把光刻技術(shù)擴(kuò)展到32nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)。2009年9月Intel*** 次 向 世 人 展 示 了22 nm工藝晶圓,稱繼續(xù)使用193nm浸沒式光刻技術(shù),并規(guī) 劃 與EUV及EBL曝 光 技 術(shù) 相 配 合,使193nm浸沒式光刻技術(shù)延伸到15和11nm工藝節(jié)點(diǎn)。 [3]相城區(qū)銷售光刻系統(tǒng)選擇一個或多個噴嘴噴灑顯影液在硅片表面,同時(shí)硅片低速旋轉(zhuǎn)(100~500rpm)。
③縮短圖像傳遞鏈,減少工藝上造成的缺陷和誤差,可獲得很高的成品率。④采用精密自動調(diào)焦技術(shù),避免高溫工藝引起的晶片變形對成像質(zhì)量的影響。⑤采用原版自動選擇機(jī)構(gòu)(版庫),不但有利于成品率的提高,而且成為能靈活生產(chǎn)多電路組合的常規(guī)曝光系統(tǒng)。浸入式光刻技術(shù)原理這種系統(tǒng)屬于精密復(fù)雜的光、機(jī)、電綜合系統(tǒng)。它在光學(xué)系統(tǒng)上分為兩類。一類是全折射式成像系統(tǒng),多采用1/5~1/10的縮小倍率,技術(shù)較成熟;一類是1:1倍的折射-反射系統(tǒng),光路簡單,對使用條件要求較低。
主要流程光復(fù)印工藝的主要流程如圖2:曝光方式常用的曝光方式分類如下:接觸式曝光和非接觸式曝光的區(qū)別,在于曝光時(shí)掩模與晶片間相對關(guān)系是貼緊還是分開。接觸式曝光具有分辨率高、復(fù)印面積大、復(fù)印精度好、曝光設(shè)備簡單、操作方便和生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。但容易損傷和沾污掩模版和晶片上的感光膠涂層,影響成品率和掩模版壽命,對準(zhǔn)精度的提高也受到較多的限制。一般認(rèn)為,接觸式曝光只適于分立元件和中、小規(guī)模集成電路的生產(chǎn)。非接觸式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系統(tǒng)中,掩膜圖形經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)成像在感光層上,掩模與晶片上的感光膠層不接觸,不會引起損傷和沾污,成品率較高,對準(zhǔn)精度也高,能滿足高集成度器件和電路生產(chǎn)的要求。但投影曝光設(shè)備復(fù)雜,技術(shù)難度高,因而不適于低檔產(chǎn)品的生產(chǎn)?,F(xiàn)代應(yīng)用**廣的是 1:1倍的全反射掃描曝光系統(tǒng)和x:1倍的在硅片上直接分步重復(fù)曝光系統(tǒng)。 [2]光刻膠涂覆后,在硅片邊緣的正反兩面都會有光刻膠的堆積。
b、接近式曝光(Proximity Printing)。掩膜板與光刻膠層的略微分開,大約為10~50μm。可以避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。但是同時(shí)引入了衍射效應(yīng),降低了分辨率。1970后適用,但是其最大分辨率*為2~4μm。c、投影式曝光(Projection Printing)。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實(shí)現(xiàn)曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉(zhuǎn)移圖形的4倍制作。優(yōu)點(diǎn):提高了分辨率;掩膜板的制作更加容易;掩膜板上的缺陷影響減小。投影式曝光分類:光刻膠厚度控片(PhotoResist Thickness MC):光刻膠厚度測量;張家港購買光刻系統(tǒng)批量定制
方法:真空熱板,85~120C,30~60秒;昆山供應(yīng)光刻系統(tǒng)按需定制
由于193nm沉浸式工藝的延伸性非常強(qiáng),同時(shí)EUV技術(shù)耗資巨大進(jìn)展緩慢。EUV(極紫外線光刻技術(shù))是下一代光刻技術(shù)(<32nm節(jié)點(diǎn)的光刻技術(shù))。它是采用波長為13.4nm的軟x射線進(jìn)行光刻的技術(shù)。EUV光刻的基本設(shè)備方面仍需開展大量開發(fā)工作以達(dá)到適于量產(chǎn)的成熟水平。當(dāng)前存在以下挑戰(zhàn):(1)開發(fā)功率足夠高的光源并使系統(tǒng)具有足夠的透射率,以實(shí)現(xiàn)并保持高吞吐量。(2)掩模技術(shù)的成熟,包括以足夠的平面度和良率制**射掩模襯底,反射掩模的光化學(xué)檢測,以及因缺少掩模表面的保護(hù)膜而難以滿足無缺陷操作要求。(3)開發(fā)高靈敏度且具有低線邊緣粗糙度(LineEdgeRoughness,LER)的光刻膠。 [3]昆山供應(yīng)光刻系統(tǒng)按需定制
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