فرآیند و تجهیزات نیمه هادی (4/7)- فرآیند و تجهیزات فوتولیتوگرافی

یک بررسی اجمالی

در فرآیند تولید مدارهای مجتمع، فوتولیتوگرافی فرآیند اصلی است که سطح یکپارچه سازی مدارهای مجتمع را تعیین می کند. عملکرد این فرآیند انتقال و انتقال صادقانه اطلاعات گرافیکی مدار از ماسک (که ماسک نیز نامیده می شود) به زیرلایه مواد نیمه هادی است.

اصل اساسی فرآیند فوتولیتوگرافی استفاده از واکنش فتوشیمیایی مقاومت نوری پوشش داده شده بر روی سطح بستر برای ثبت الگوی مدار روی ماسک است و در نتیجه به هدف انتقال الگوی مدار مجتمع از طرح به زیرلایه دست می یابد.

فرآیند اساسی فوتولیتوگرافی:

ابتدا با استفاده از دستگاه پوشش دهنده، فوتوریست روی سطح زیرلایه اعمال می شود.
سپس، از یک دستگاه فوتولیتوگرافی برای افشای لایه پوشش داده شده با نور مقاوم استفاده می شود، و مکانیسم واکنش فتوشیمیایی برای ثبت اطلاعات الگوی ماسک ارسال شده توسط دستگاه فوتولیتوگرافی، تکمیل انتقال وفاداری، انتقال و تکرار الگوی ماسک به زیرلایه استفاده می شود.
در نهایت، یک توسعه دهنده برای توسعه زیرلایه در معرض برای حذف (یا حفظ) مقاومت نوری که پس از قرار گرفتن در معرض یک واکنش فتوشیمیایی قرار می‌گیرد، استفاده می‌شود.

 
فرآیند فتولیتوگرافی دوم

برای انتقال الگوی مدار طراحی شده روی ماسک به ویفر سیلیکونی، ابتدا باید از طریق یک فرآیند نوردهی، انتقال انجام شود و سپس الگوی سیلیکونی از طریق فرآیند اچینگ به دست آید.

از آنجایی که روشنایی ناحیه فرآیند فوتولیتوگرافی از یک منبع نور زرد استفاده می کند که مواد حساس به نور نسبت به آن حساس نیستند، به آن ناحیه نور زرد نیز می گویند.

فوتولیتوگرافی برای اولین بار در صنعت چاپ مورد استفاده قرار گرفت و فناوری اصلی برای تولید اولیه PCB بود. از دهه 1950، فوتولیتوگرافی به تدریج به فناوری اصلی برای انتقال الگو در تولید آی سی تبدیل شد.
شاخص های کلیدی فرآیند لیتوگرافی شامل وضوح، حساسیت، دقت پوشش، نرخ نقص و غیره است.

حیاتی ترین ماده در فرآیند فوتولیتوگرافی، مقاومت نوری است که یک ماده حساس به نور است. از آنجایی که حساسیت نور مقاوم به طول موج منبع نور بستگی دارد، مواد مقاوم نوری متفاوتی برای فرآیندهای فوتولیتوگرافی مانند خط g/i، 248 نانومتر KrF و 193 نانومتر ArF مورد نیاز هستند.

فرآیند اصلی یک فرآیند فتولیتوگرافی معمولی شامل پنج مرحله است:
آماده سازی فیلم پایه؛
-قابلیت نور و پخت نرم را اعمال کنید.
- هم ترازی، قرار گرفتن در معرض و پخت پس از قرار گرفتن در معرض.
-توسعه فیلم سخت
-تشخیص توسعه

جزء تجهیزات تولید نیمه هادی

(1)آماده سازی فیلم پایه: عمدتا تمیز کردن و کم آبی بدن. از آنجایی که هر گونه آلودگی باعث تضعیف چسبندگی بین ویفر و ویفر می شود، تمیز کردن کامل می تواند چسبندگی بین ویفر و مقاوم در برابر نور را بهبود بخشد.

(2)پوشش فوتوریست: این امر با چرخاندن ویفر سیلیکونی حاصل می شود. فتورزیست های مختلف به پارامترهای فرآیند پوشش متفاوتی از جمله سرعت چرخش، ضخامت نور مقاوم و دما نیاز دارند.

پخت نرم: پخت می تواند چسبندگی بین نور مقاوم و ویفر سیلیکونی و همچنین یکنواختی ضخامت فتورزیست را بهبود بخشد که برای کنترل دقیق ابعاد هندسی فرآیند اچینگ بعدی مفید است.

(3)تراز و قرار گرفتن در معرض: تراز و نوردهی مهمترین مراحل در فرآیند فوتولیتوگرافی است. آنها به تراز کردن الگوی ماسک با الگوی موجود روی ویفر (یا الگوی لایه جلو) و سپس تابش نور خاص به آن اشاره دارند. انرژی نور اجزای حساس به نور را فعال می کند و در نتیجه الگوی ماسک را به نور مقاوم می کند.

تجهیزات مورد استفاده برای تراز و نوردهی یک دستگاه فوتولیتوگرافی است که گرانترین تکه تجهیزات فرآیندی در کل فرآیند تولید مدار مجتمع است. سطح فنی دستگاه فوتولیتوگرافی نشان دهنده سطح پیشرفت کل خط تولید است.

پخت پس از نوردهی: به فرآیند پخت کوتاه پس از نوردهی اطلاق می شود که تأثیر متفاوتی نسبت به فوتوریست های فرابنفش عمیق و فتورزیست های معمولی i-line دارد.

برای نور مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش عمیق، پخت پس از نوردهی، اجزای محافظ در مقاوم نور را حذف می کند، و اجازه می دهد تا مقاومت نوری در سازنده حل شود، بنابراین پخت پس از نوردهی ضروری است.
برای فوتوریست‌های معمولی i-line، پخت پس از نوردهی می‌تواند چسبندگی فتورزیست را بهبود بخشد و امواج ایستاده را کاهش دهد (امواج ایستاده تأثیر نامطلوبی بر مورفولوژی لبه فوتورزیست خواهند داشت).

(4)در حال توسعه فیلم سخت: با استفاده از توسعه دهنده برای حل کردن قسمت محلول نور مقاوم (مثبت نوری) پس از نوردهی و نمایش دقیق الگوی ماسک با الگوی فوتوریست.

پارامترهای کلیدی فرآیند توسعه شامل دما و زمان توسعه، دوز و غلظت توسعه دهنده، تمیز کردن و غیره است. با تنظیم پارامترهای مربوطه در توسعه، می‌توان تفاوت نرخ انحلال بین قسمت‌های در معرض و در معرض نور نور مقاوم را افزایش داد، در نتیجه به دست آوردن اثر توسعه مطلوب

سخت شدن همچنین به عنوان پخت سختی شناخته می شود، که فرآیند حذف حلال باقیمانده، توسعه دهنده، آب و سایر اجزای باقیمانده غیر ضروری در فتورزیست توسعه یافته با حرارت دادن و تبخیر آنها است، به طوری که چسبندگی فوتورزیست به بستر سیلیکونی بهبود می یابد و مقاومت حکاکی مقاومت نوری

دمای فرآیند سخت شدن بسته به مقاومت های نوری مختلف و روش های سخت شدن متفاوت است. فرض بر این است که الگوی فوتوریست تغییر شکل نمی‌دهد و فتورزیست باید به اندازه کافی سخت شود.

(5)بازرسی توسعه: این برای بررسی نقص در الگوی مقاومت نور پس از توسعه است. معمولاً از فناوری تشخیص تصویر برای اسکن خودکار الگوی تراشه پس از توسعه و مقایسه آن با الگوی استاندارد بدون نقص از پیش ذخیره شده استفاده می شود. در صورت مشاهده هر گونه اختلاف معیوب محسوب می شود.
اگر تعداد عیوب از مقدار معینی بیشتر شود، ویفر سیلیکونی در آزمایش توسعه شکست خورده است و ممکن است در صورت لزوم از بین برود یا دوباره کار شود.

در فرآیند تولید مدار مجتمع، اکثر فرآیندها برگشت ناپذیر هستند و فوتولیتوگرافی یکی از معدود فرآیندهایی است که می توان دوباره کار کرد.

 
سه ماسک نوری و مواد مقاوم به نور

3.1 ماسک عکس
ماسک نوری که به عنوان ماسک فوتولیتوگرافی نیز شناخته می شود، استادی است که در فرآیند فوتولیتوگرافی تولید ویفر مدار مجتمع استفاده می شود.

فرآیند تولید ماسک نوری عبارت است از تبدیل داده‌های چیدمان اصلی مورد نیاز برای ساخت ویفر طراحی شده توسط مهندسان طراحی مدار مجتمع به قالب داده‌ای که می‌تواند توسط ژنراتورهای الگوی لیزری یا تجهیزات نوردهی با پرتو الکترونی از طریق پردازش داده‌های ماسک شناسایی شود، به طوری که می‌توان آن را توسط پردازش داده‌های ماسک در معرض دید قرار داد. تجهیزات فوق بر روی مواد بستر ماسک نوری پوشش داده شده با مواد حساس به نور؛ سپس از طریق یک سری فرآیندها مانند توسعه و اچینگ برای تثبیت الگوی روی ماده بستر پردازش می شود. در نهایت بازرسی، تعمیر، تمیز کردن و لایه‌بندی لایه‌بندی می‌شود تا یک محصول ماسک تشکیل شود و برای استفاده به سازنده مدار مجتمع تحویل داده می‌شود.

3.2 فوتوریست
فتورزیست که به عنوان مقاوم به نور نیز شناخته می شود، یک ماده حساس به نور است. اجزای حساس به نور در آن تحت تابش نور دچار تغییرات شیمیایی می شوند و در نتیجه باعث تغییراتی در سرعت انحلال می شوند. وظیفه اصلی آن انتقال الگوی روی ماسک به بستری مانند ویفر است.

اصل کار فترزیست: ابتدا فترزیست روی بستر پوشانده شده و برای حذف حلال از قبل پخته می شود.

در مرحله دوم، ماسک در معرض نور قرار می گیرد و باعث می شود که اجزای حساس به نور در قسمت در معرض یک واکنش شیمیایی قرار گیرند.

سپس، پخت پس از قرار گرفتن در معرض انجام می شود.

در نهایت، نور مقاوم تا حدی از طریق توسعه حل می‌شود (برای مقاومت نوری مثبت، ناحیه نوردهی حل می‌شود؛ برای مقاومت نوری منفی، ناحیه نوردهی نشده حل می‌شود)، در نتیجه انتقال الگوی مدار مجتمع از ماسک به زیرلایه محقق می‌شود.

اجزای مقاوم نوری عمدتاً شامل رزین تشکیل دهنده فیلم، جزء حساس به نور، مواد افزودنی کمیاب و حلال است.

در میان آنها، رزین تشکیل دهنده فیلم برای ارائه خواص مکانیکی و مقاومت در برابر اچ استفاده می شود. جزء حساس به نور تحت تغییرات شیمیایی تحت نور قرار می گیرد که باعث تغییر در سرعت انحلال می شود.

مواد افزودنی ردیابی شامل رنگ‌ها، تقویت‌کننده‌های ویسکوزیته و غیره است که برای بهبود عملکرد نور مقاوم استفاده می‌شود. از حلال ها برای حل کردن اجزا و مخلوط کردن یکنواخت آنها استفاده می شود.

فوتوریست‌هایی که در حال حاضر به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند را می‌توان بر اساس مکانیسم واکنش فتوشیمیایی به فترزیست‌های سنتی و مقاوم‌کننده‌های شیمیایی تقویت‌شده تقسیم کرد، همچنین می‌توان آن‌ها را بر اساس مکانیسم‌های واکنش فتوشیمیایی به فرابنفش، فرابنفش عمیق، فرابنفش شدید، پرتو الکترونی، پرتو یونی و مقاوم‌کننده اشعه ایکس تقسیم کرد. طول موج حساسیت به نور

 
چهار دستگاه فتولیتوگرافی

فناوری فوتولیتوگرافی مراحل توسعه لیتوگرافی تماسی/ مجاورتی، لیتوگرافی پیش بینی نوری، لیتوگرافی مرحله ای و تکراری، لیتوگرافی اسکن، لیتوگرافی غوطه وری و لیتوگرافی EUV را طی کرده است.

4.1 دستگاه لیتوگرافی تماس / مجاورت
فناوری لیتوگرافی تماسی در دهه 1960 ظاهر شد و در دهه 1970 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. این روش اصلی لیتوگرافی در عصر مدارهای مجتمع در مقیاس کوچک بود و عمدتاً برای تولید مدارهای مجتمع با اندازه ویژگی بیشتر از 5μm استفاده می شد.

در دستگاه لیتوگرافی تماسی/ مجاورتی، ویفر معمولاً روی یک موقعیت افقی کنترل شده دستی و میز کار چرخان قرار می گیرد. اپراتور از یک میکروسکوپ میدانی گسسته برای مشاهده همزمان موقعیت ماسک و ویفر استفاده می کند و به صورت دستی موقعیت میز کار را برای تراز کردن ماسک و ویفر کنترل می کند. پس از تراز شدن ویفر و ماسک، این دو به هم فشرده می شوند تا ماسک در تماس مستقیم با مقاومت نوری روی سطح ویفر باشد.

پس از برداشتن شیء میکروسکوپ، ویفر و ماسک فشرده شده برای نوردهی به جدول نوردهی منتقل می شوند. نور ساطع شده توسط لامپ جیوه از طریق یک عدسی با ماسک هماهنگ و موازی است. از آنجایی که ماسک در تماس مستقیم با لایه مقاوم به نور روی ویفر است، الگوی ماسک پس از نوردهی به نسبت 1:1 به لایه مقاوم به نور منتقل می شود.

تجهیزات لیتوگرافی تماسی ساده‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین تجهیزات لیتوگرافی نوری است و می‌تواند به تصاویر گرافیکی با اندازه ویژگی زیر میکرون دست یابد، بنابراین هنوز در تولید محصولات کوچک و تحقیقات آزمایشگاهی استفاده می‌شود. در تولید مدار مجتمع در مقیاس بزرگ، فناوری لیتوگرافی مجاورتی برای جلوگیری از افزایش هزینه های لیتوگرافی ناشی از تماس مستقیم بین ماسک و ویفر معرفی شد.

لیتوگرافی مجاورتی در دهه 1970 در دوران مدارهای مجتمع در مقیاس کوچک و دوران اولیه مدارهای مجتمع در مقیاس متوسط ​​به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. بر خلاف لیتوگرافی تماسی، ماسک در لیتوگرافی مجاورتی در تماس مستقیم با مقاومت نوری روی ویفر نیست، اما یک شکاف پر از نیتروژن باقی می‌ماند. ماسک روی نیتروژن شناور می شود و اندازه شکاف بین ماسک و ویفر با فشار نیتروژن تعیین می شود.

از آنجایی که هیچ تماس مستقیمی بین ویفر و ماسک در لیتوگرافی مجاورتی وجود ندارد، عیوب ایجاد شده در طول فرآیند لیتوگرافی کاهش می‌یابد، در نتیجه از دست دادن ماسک کاهش می‌یابد و بازده ویفر بهبود می‌یابد. در لیتوگرافی مجاورتی، شکاف بین ویفر و ماسک، ویفر را در ناحیه پراش فرنل قرار می دهد. وجود پراش بهبود بیشتر وضوح تجهیزات لیتوگرافی مجاورتی را محدود می کند، بنابراین این فناوری عمدتاً برای تولید مدارهای مجتمع با اندازه ویژگی های بالاتر از 3μm مناسب است.

4.2 Stepper و Repeater
استپر یکی از تجهیزات مهم در تاریخ لیتوگرافی ویفر است که فرآیند لیتوگرافی زیر میکرونی را به تولید انبوه ارتقا داده است. استپر از یک میدان نوردهی ثابت معمولی 22 میلی متر × 22 میلی متر و یک لنز پروجکشن نوری با نسبت کاهش 5:1 یا 4:1 برای انتقال الگوی روی ماسک به ویفر استفاده می کند.

دستگاه لیتوگرافی مرحله‌ای و تکراری عموماً از یک زیر سیستم نوردهی، یک زیر سیستم مرحله قطعه کار، یک زیر سیستم مرحله ماسک، یک زیر سیستم تمرکز/همسطح، یک زیر سیستم تراز، یک زیر سیستم فریم اصلی، یک زیر سیستم انتقال ویفر، یک زیر سیستم انتقال ماسک تشکیل شده است. ، یک زیر سیستم الکترونیکی و یک زیر سیستم نرم افزاری.

فرآیند کار معمولی یک دستگاه لیتوگرافی مرحله ای و تکراری به شرح زیر است:

ابتدا ویفر پوشش داده شده با فوتوریست با استفاده از زیرسیستم انتقال ویفر به میز قطعه کار منتقل می شود و ماسکی که قرار است در معرض نور قرار گیرد با استفاده از زیر سیستم انتقال ماسک به میز ماسک منتقل می شود.

سپس، سیستم از زیرسیستم فوکوس/تراز کردن برای انجام اندازه‌گیری ارتفاع چند نقطه‌ای بر روی ویفر در مرحله قطعه کار استفاده می‌کند تا اطلاعاتی مانند ارتفاع و زاویه شیب سطح ویفری که قرار است در معرض قرار گیرد به دست آورد، به طوری که ناحیه نوردهی ویفر را همیشه می توان در عمق کانونی هدف طرح ریزی در طول فرآیند نوردهی کنترل کرد.متعاقباً، سیستم از زیرسیستم تراز برای تراز کردن ماسک و ویفر استفاده می کند تا در طول فرآیند نوردهی، دقت موقعیت تصویر ماسک و انتقال الگوی ویفر همیشه در حد نیازهای پوشش قرار گیرد.

در نهایت، عمل مرحله و نوردهی کل سطح ویفر مطابق مسیر تعیین شده برای تحقق تابع انتقال الگو تکمیل می شود.

دستگاه لیتوگرافی پله و اسکنر بعدی بر اساس فرآیند کار اساسی فوق، بهبود پله → قرار گرفتن در معرض اسکن → نوردهی، و فوکوس/تراز کردن → تراز → نوردهی در مدل دو مرحله ای برای اندازه گیری (فوکوس/تراز کردن → تراز) و اسکن است. قرار گرفتن در معرض به صورت موازی

در مقایسه با دستگاه لیتوگرافی مرحله و اسکن، دستگاه لیتوگرافی مرحله و تکرار نیازی به اسکن معکوس همزمان ماسک و ویفر ندارد و به جدول ماسک اسکن و سیستم کنترل اسکن همزمان نیاز ندارد. بنابراین، ساختار نسبتا ساده است، هزینه نسبتا کم است و عملیات قابل اعتماد است.

پس از ورود فناوری IC به 0.25μm، کاربرد لیتوگرافی مرحله‌ای و تکراری به دلیل مزایای لیتوگرافی مرحله‌ای و اسکن در اندازه میدان نوردهی اسکن و یکنواختی نوردهی کاهش یافت. در حال حاضر، جدیدترین لیتوگرافی مرحله‌ای و تکراری ارائه شده توسط نیکون دارای میدان دید استاتیکی به اندازه لیتوگرافی مرحله‌ای و اسکن است و می‌تواند بیش از 200 ویفر در ساعت را با راندمان تولید بسیار بالا پردازش کند. این نوع دستگاه لیتوگرافی در حال حاضر عمدتاً برای ساخت لایه های IC غیر بحرانی استفاده می شود.

4.3 اسکنر پله ای
استفاده از لیتوگرافی استپ و اسکن در دهه 1990 آغاز شد. با پیکربندی منابع نور نوردهی مختلف، فناوری گام و اسکن می‌تواند از گره‌های فناوری فرآیند مختلف، از غوطه‌وری 365 نانومتری، 248 نانومتری، 193 نانومتری تا لیتوگرافی EUV پشتیبانی کند. بر خلاف لیتوگرافی گام و تکرار، نوردهی تک میدانی لیتوگرافی مرحله و اسکن اسکن پویا را اتخاذ می کند، یعنی صفحه ماسک حرکت اسکن را به طور همزمان نسبت به ویفر تکمیل می کند. پس از تکمیل قرار گرفتن در معرض میدان فعلی، ویفر توسط مرحله قطعه کار حمل می شود و به موقعیت میدان اسکن بعدی می رود و نوردهی مکرر ادامه می یابد. نوردهی مرحله و اسکن را چندین بار تکرار کنید تا زمانی که تمام فیلدهای کل ویفر در معرض دید قرار گیرند.

با پیکربندی انواع مختلف منابع نور (مانند i-line، KrF، ArF)، اسکنر پله‌ای می‌تواند تقریباً از تمام گره‌های فناوری فرآیند نیمه‌هادی جلویی پشتیبانی کند. فرآیندهای CMOS مبتنی بر سیلیکون معمولی از گره 0.18μm، اسکنرهای پله‌ای را در مقادیر زیادی به کار گرفته‌اند. ماشین‌های لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) که در حال حاضر در گره‌های فرآیند زیر 7 نانومتر استفاده می‌شوند نیز از اسکن پله‌ای استفاده می‌کنند. پس از اصلاح نسبی تطبیقی، اسکنر پله ای همچنین می تواند از تحقیق و توسعه و تولید بسیاری از فرآیندهای غیر مبتنی بر سیلیکون مانند MEMS، دستگاه های قدرت و دستگاه های RF پشتیبانی کند.

تولید کنندگان اصلی دستگاه های لیتوگرافی پروجکشن مرحله و اسکن عبارتند از ASML (هلند)، نیکون (ژاپن)، کانن (ژاپن) و SMEE (چین). ASML سری ماشین‌های لیتوگرافی مرحله و اسکن TWINSCAN را در سال 2001 راه‌اندازی کرد. این دستگاه از معماری سیستم دو مرحله‌ای استفاده می‌کند که می‌تواند به طور موثر نرخ خروجی تجهیزات را بهبود بخشد و به پرمصرف‌ترین دستگاه لیتوگرافی پیشرفته تبدیل شده است.

4.4 لیتوگرافی غوطه وری
از فرمول ریلی می توان دریافت که وقتی طول موج نوردهی بدون تغییر باقی می ماند، یک راه موثر برای بهبود بیشتر وضوح تصویر، افزایش دیافراگم عددی سیستم تصویربرداری است. برای وضوح تصویر کمتر از 45 نانومتر و بالاتر، روش نوردهی خشک ArF دیگر نمی تواند الزامات را برآورده کند (زیرا حداکثر وضوح تصویر 65 نانومتر را پشتیبانی می کند)، بنابراین لازم است یک روش لیتوگرافی غوطه وری معرفی شود. در فناوری لیتوگرافی سنتی، محیط بین عدسی و مقاوم به نور هوا است، در حالی که فناوری لیتوگرافی غوطه وری، محیط هوا را با مایع (معمولاً آب فوق خالص با ضریب شکست 1.44) جایگزین می کند.

در واقع، فناوری لیتوگرافی غوطه وری از کوتاه شدن طول موج منبع نور پس از عبور نور از محیط مایع برای بهبود وضوح استفاده می کند و نسبت کوتاه شدن ضریب شکست محیط مایع است. اگرچه دستگاه لیتوگرافی غوطه وری نوعی دستگاه لیتوگرافی استپ و اسکن است و راه حل سیستم تجهیزات آن تغییری نکرده است، این یک اصلاح و گسترش دستگاه لیتوگرافی گام و اسکن ArF به دلیل معرفی فناوری های کلیدی مرتبط است. به غوطه ور شدن

قایق ویفر تجهیزات تولید نیمه کانکتور

مزیت لیتوگرافی غوطه وری این است که به دلیل افزایش دیافراگم عددی سیستم، قابلیت وضوح تصویر دستگاه لیتوگرافی اسکنر پله ای بهبود یافته است که می تواند الزامات فرآیند وضوح تصویر زیر 45 نانومتر را برآورده کند.

از آنجایی که دستگاه لیتوگرافی غوطه وری هنوز از منبع نور ArF استفاده می کند، تداوم فرآیند تضمین شده است و هزینه تحقیق و توسعه منبع نور، تجهیزات و فرآیند را کاهش می دهد. بر این اساس، همراه با گرافیک های متعدد و فناوری لیتوگرافی محاسباتی، دستگاه لیتوگرافی غوطه وری را می توان در گره های فرآیندی 22 نانومتری و کمتر استفاده کرد. قبل از اینکه دستگاه لیتوگرافی EUV به طور رسمی وارد تولید انبوه شود، دستگاه لیتوگرافی غوطه وری به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفت و می توانست نیازهای فرآیند گره 7 نانومتری را برآورده کند. با این حال، با توجه به معرفی مایع غوطه وری، دشواری مهندسی خود تجهیزات به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

فن‌آوری‌های کلیدی آن شامل فناوری تامین و بازیابی مایع غوطه‌وری، فناوری نگهداری میدان مایع غوطه‌وری، فناوری کنترل آلودگی و نقص لیتوگرافی غوطه‌وری، توسعه و نگهداری لنزهای طرح‌نمای غوطه‌وری دیافراگم عددی فوق‌العاده بزرگ، و فناوری تشخیص کیفیت تصویربرداری در شرایط غوطه‌وری است.

در حال حاضر، ماشین‌های لیتوگرافی استپ و اسکن تجاری ArFi عمدتاً توسط دو شرکت به نام‌های ASML هلند و نیکون ژاپن ارائه می‌شوند. در این میان، قیمت یک عدد ASML NXT1980 Di حدود 80 میلیون یورو است.

4.4 دستگاه لیتوگرافی فرابنفش شدید
به منظور بهبود وضوح فوتولیتوگرافی، طول موج نوردهی پس از استفاده از منبع نور excimer کوتاهتر می شود و نور فرابنفش شدید با طول موج 10 تا 14 نانومتر به عنوان منبع نور نوردهی معرفی می شود. طول موج نور فرابنفش شدید بسیار کوتاه است و سیستم نوری بازتابنده ای که می توان استفاده کرد معمولاً از بازتابنده های فیلم چند لایه مانند Mo/Si یا Mo/Be تشکیل شده است.

در میان آنها، حداکثر بازتاب تئوری فیلم چند لایه Mo/Si در محدوده طول موج 13.0 تا 13.5nm حدود 70 درصد است و حداکثر بازتاب تئوری فیلم چند لایه Mo/Be در طول موج کوتاهتر 11.1nm حدود 80 درصد است. اگرچه بازتاب بازتابنده های فیلم چند لایه Mo/Be بالاتر است، اما Be بسیار سمی است، بنابراین تحقیقات روی چنین موادی هنگام توسعه فناوری لیتوگرافی EUV کنار گذاشته شد.فناوری لیتوگرافی EUV فعلی از فیلم چند لایه Mo/Si استفاده می کند و طول موج نوردهی آن نیز 13.5 نانومتر تعیین شده است.

منبع اصلی نور فرابنفش شدید از فناوری پلاسمای تولید شده با لیزر (LPP) استفاده می کند که از لیزرهای با شدت بالا برای تحریک پلاسمای Sn مذاب داغ برای انتشار نور استفاده می کند. برای مدت طولانی، قدرت و در دسترس بودن منبع نور، گلوگاه هایی بوده است که کارایی ماشین های لیتوگرافی EUV را محدود می کند. از طریق تقویت کننده قدرت اسیلاتور اصلی، فناوری پلاسمای پیش بینی کننده (PP) و فناوری تمیز کردن آینه مجموعه در محل، قدرت و پایداری منابع نور EUV بسیار بهبود یافته است.

دستگاه لیتوگرافی EUV عمدتاً از زیرسیستم هایی مانند منبع نور، روشنایی، لنز شیئی، مرحله قطعه کار، مرحله ماسک، تراز ویفر، فوکوس / تراز، انتقال ماسک، انتقال ویفر و قاب خلاء تشکیل شده است. پس از عبور از سیستم روشنایی متشکل از بازتابنده های چند لایه پوشش داده شده، نور فرابنفش شدید بر روی ماسک بازتابنده تابش می شود. نور منعکس شده توسط ماسک وارد سیستم تصویربرداری بازتاب کلی نوری متشکل از یک سری بازتابنده می شود و در نهایت تصویر منعکس شده ماسک بر روی سطح ویفر در محیط خلاء پخش می شود.

جزء thermco 2000

میدان دید و میدان دید تصویربرداری دستگاه لیتوگرافی EUV هر دو قوس شکل هستند و از روش اسکن مرحله به مرحله برای دستیابی به نوردهی کامل ویفر برای بهبود نرخ خروجی استفاده می شود. پیشرفته ترین دستگاه لیتوگرافی EUV سری NXE ASML از یک منبع نور نوردهی با طول موج 13.5 نانومتر، یک ماسک بازتابی (برخورد مایل 6 درجه)، یک سیستم هدف بازتابی بازتابی کاهش 4 برابر با ساختار 6 آینه (NA=0.33) استفاده می کند. میدان دید اسکن 26 میلی متر × 33 میلی متر، و یک محیط قرار گرفتن در معرض خلاء.

در مقایسه با دستگاه‌های لیتوگرافی غوطه‌وری، وضوح تک نوردهی دستگاه‌های لیتوگرافی EUV با استفاده از منابع نور ماوراء بنفش شدید بسیار بهبود یافته است، که می‌تواند به طور موثر از فرآیند پیچیده مورد نیاز برای فتولیتوگرافی چندگانه برای ایجاد گرافیک با وضوح بالا جلوگیری کند. در حال حاضر وضوح تک نوردهی دستگاه لیتوگرافی NXE 3400B با دیافراگم عددی 0.33 به 13 نانومتر و نرخ خروجی به 125 قطعه در ساعت می رسد.

به منظور پاسخگویی به نیازهای گسترش بیشتر قانون مور، در آینده، ماشین‌های لیتوگرافی EUV با دیافراگم عددی 0.5 از یک سیستم هدف طرح‌ریزی با انسداد نور مرکزی، با استفاده از بزرگنمایی نامتقارن 0.25 برابر / 0.125 برابر استفاده خواهند کرد. میدان دید نوردهی اسکن از 26 × 33 میلی متر به 26 میلی متر × کاهش می یابد 16.5 میلی متر، و وضوح تک نوردهی می تواند به زیر 8 نانومتر برسد.

—————————————————————————————————————————————————— ———————————

 

Semicera می تواند ارائه دهدقطعات گرافیت, نمد نرم / سفت, قطعات کاربید سیلیکون, قطعات کاربید سیلیکون CVD، وقطعات با پوشش SiC/TaCبا فرآیند نیمه هادی کامل در 30 روز.

اگر به محصولات نیمه هادی فوق علاقه مند هستید،لطفا در اولین بار با ما تماس بگیرید.

 

تلفن: +86-13373889683

WhatsAPP: +86-15957878134

Email: sales01@semi-cera.com

 


زمان ارسال: اوت-31-2024