c、水坑(旋覆浸沒)式顯影(Puddle Development)。噴覆足夠(不能太多,**小化背面濕度)的顯影液到硅片表面,并形成水坑形狀(顯影液的流動保持較低,以減少邊緣顯影速率的變化)。硅片固定或慢慢旋轉。一般采用多次旋覆顯影液:***次涂覆、保持10~30秒、去除;第二次涂覆、保持、去除。然后用去離子水沖洗(去除硅片兩面的所有化學品)并旋轉甩干。優點:顯影液用量少;硅片顯影均勻;**小化了溫度梯度。顯影液:a、正性光刻膠的顯影液。正膠的顯影液位堿性水溶液。KOH和NaOH因為會帶來可動離子污染(MIC,Movable Ion Contamination),所以在IC制造中一般不用。方法...
浸沒式光刻機是通過在物鏡與晶圓之間注入超純水,等效縮短光源波長并提升數值孔徑,從而實現更高分辨率的半導體制造**設備。2024年9月工信部文件顯示,國產氟化氬浸沒式光刻機套刻精度已達到≤8nm水平。該技術研發涉及浸液系統、光學控制等多項復雜工藝,林本堅團隊在浸液系統領域取得關鍵突破。目前國產ArF光刻機在成熟制程(如28nm)上有應用潛力,但與ASML同類產品仍存在代差 [1]。通過浸液系統在物鏡和晶圓之間填充超純水,將193nm的氟化氬激光等效縮短為134nm波長,同時將數值孔徑提升至1.35以上,***增強光刻分辨率 [1]。該技術相比干式光刻機,可突破物理衍射極限。無掩模激光直寫系統利用...
兩種工藝常規光刻技術是采用波長為2000~4500埃的紫外光作為圖像信息載體,以光致抗蝕劑為中間(圖像記錄)媒介實現圖形的變換、轉移和處理,**終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質層上的一種工藝。在廣義上,它包括光復印和刻蝕工藝兩個主要方面。①光復印工藝:經曝光系統將預制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置,精確傳遞到預涂在晶片表面或介質層上的光致抗蝕劑薄層上。②刻蝕工藝:利用化學或物理方法,將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質層除去,從而在晶片表面或介質層上獲得與抗蝕劑薄層圖形完全一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的,因而光刻工藝總是多次反復進行。例如,大規模集成電路要經過約10...
早在80年代,極紫外光刻技術就已經開始理論的研究和初步的實 驗,該技術 的光源是波 長 為11~14 nm的極端遠紫外光,其原理主要是利用曝光光源極短的波長達到提高光刻技術分辨率的目的。由于所有的光學材料對該波長的光有強烈的吸收,所以只能采取反射式的光路。EUV系統主要由四部分組成,即反射式投影曝光系統、反射式光刻掩模版、極紫外光源系統和能用于極紫外的光刻涂層。其主要成像原理是光波波長為10~14nm的極端遠紫外光波經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,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,...
EUV光刻采用波長為10-14納米的極紫外光作為光源,可使曝光波長一下子降到13.5nm,它能夠把光刻技術擴展到32nm以下的特征尺寸。根據瑞利公式(分辨率=k1·λ/NA),這么短的波長可以提供極高的光刻分辨率。換個角度講,使用193i與EUV光刻機曝同一個圖形,EUV的工藝的k1因子要比193i大。k1越大對應的光刻工藝就越容易;k1的極限是0.25,小于0.25的光刻工藝是不可能的。從32nm半周期節點開始(對應20nm邏輯節點),即使使用1.35NA的193nm浸沒式光刻機,k1因子也小于0.25。一次曝光無法分辨32nm半周期的圖形,必須使用雙重光刻技術。使用0.32NA的EUV光刻...
準分子光刻技術作為當前主流的光刻技術,主要包括:特征尺寸為0.1μm的248 nm KrF準分子激光技術;特征尺寸為90 nm的193 nm ArF準分子激光技術;特征尺寸為65 nm的193 nm ArF浸沒式技術(Immersion,193i)。其中193 nm浸沒式光刻技術是所有光刻技術中**為長壽且**富有競爭力的,也是目前如何進一步發揮其潛力的研究熱點。傳統光刻技術光刻膠與曝光鏡頭之間的介質是空氣,而浸沒 式技術則是將空氣 換成液體介質。實際上,由于液體介質的折射率相比空氣介質更接近曝光透鏡鏡片材料的折射率,等效地加大了透鏡口徑尺寸與數值孔徑(NA),同時可以 ***提高焦深(DOF...
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。但是同時引入了衍射效應,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現曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍制作。優點: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:如果能量和焦距調整不好,就不能得到要求的分辨率和大小的圖形。常州比較好的光刻系統推薦貨源極紫外光刻(Extreme Ultra-viol...
其主要成像原理是光波波長為10~14nm的極端遠紫外光波經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,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 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鄰近效應校正(OPC)技術,因而它可以把光刻技術擴展到32nm以下技術節點。2009年9月Intel*** 次 向 世 人 展 示 了22 nm工藝晶圓,稱繼續使用193nm浸沒式光刻技術,并規 劃 與EUV及EBL...
光刻系統是一種用于半導體器件制造的精密科學儀器,是制備高性能光電子和微電子器件不可或缺的**工藝設備 [1] [6-7]。其技術發展歷經紫外(UV)、深紫外(DUV)到極紫外(EUV)階段,推動集成電路制程不斷進步 [3] [6]。當前**的EUV光刻系統已實現2nm制程芯片量產(截至2024年12月) [6],廣泛應用于微納器件加工、芯片制造等領域 [2] [5]。全球**光刻系統主要由ASML、Nikon等企業主導,國內廠商如上海微電子在中端設備領域取得突破 [7]。光刻系統按光源類型分為紫外(UV)、深紫外(DUV)、極紫外(EUV)、電子束及無掩模激光直寫等類別 [2] [5-7]。工...
主要流程光復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別,在于曝光時掩模與晶片間相對關系是貼緊還是分開。接觸式曝光具有分辨率高、復印面積大、復印精度好、曝光設備簡單、操作方便和生產效率高等特點。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,對準精度的提高也受到較多的限制。一般認為,接觸式曝光只適于分立元件和中、小規模集成電路的生產。非接觸式曝光主要指投影曝光。在投影曝光系統中,掩膜圖形經光學系統成像在感光層上,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,對準精度也高,能滿足高集成度器件和電路生產的要求。但投影曝光...
b、堅膜,以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力;c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性;d、進一步減少駐波效應(Standing Wave Effect)。常見問題:a、烘烤不足(Underbake)。減弱光刻膠的強度(抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力);降低***填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度(Overbake)。引起光刻膠的流動,使圖形精度降低,分辨率變差。另外還可以用深紫外線(DUV,Deep Ultra-Violet)堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠...
浸沒式光刻技術所面臨的挑戰主要有:如何解決曝光中產生的氣泡和污染等缺陷的問題;研發和水具有良好的兼容性且折射率大于1.8的光刻膠的問題;研發折射率較大的光學鏡頭材料和浸沒液體材料;以 及 有 效 數 值 孔 徑NA值 的 拓 展 等 問題。針 對 這 些 難 題 挑 戰,國 內 外 學 者 以 及ASML,Nikon和IBM等公 司已 經 做 了 相 關 研 究并提出相應的對策。浸沒式光刻機將朝著更高數值孔徑發展,以滿足更小光刻線寬的要求。 [1]提高光刻技術分辨率的傳統方法是增大鏡頭的NA或縮 短 波 長,通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 縮 短 波長。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二...
極紫外光刻(Extreme Ultra-violet),常稱作EUV光刻,它以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術。具體為采用波長為13.4nm 的紫外線。極紫外線就是指需要通過通電激發紫外線管的K極然后放射出紫外線。極紫外光刻(英語:Extreme ultra-violet,也稱EUV或EUVL)是一種使用極紫外(EUV)波長的下一代光刻技術,其波長為13.5納米,預計將于2020年得到廣泛應用。幾乎所有的光學材料對13.5nm波長的極紫外光都有很強的吸收,因此,EUV光刻機的光學系統只有使用反光鏡 [1]。極紫外光刻的實際應用比原先估計的將近晚了10多年。 [2]工作原理是通過...
在曝光過程中,需要對不同的參數和可能缺陷進行跟蹤和控制,會用到檢測控制芯片/控片(Monitor Chip)。根據不同的檢測控制對象,可以分為以下幾種:a、顆粒控片(Particle MC):用于芯片上微小顆粒的監控,使用前其顆粒數應小于10顆;b、卡盤顆粒控片(Chuck Particle MC):測試光刻機上的卡盤平坦度的**芯片,其平坦度要求非常高;c、焦距控片(Focus MC):作為光刻機監控焦距監控;d、關鍵尺寸控片(Critical Dimension MC):用于光刻區關鍵尺寸穩定性的監控;科研領域使用德國SUSS紫外光刻機(占比45%),國產設備在激光直寫設備中表現較好 [8...
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。但是同時引入了衍射效應,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現曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍制作。優點: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:另外層間對準,即套刻精度(Overlay),保證圖形與硅片上已經存在的圖形之間的對準。南通比較好的光刻系統選擇為把193i技術進一步推進...
目 前EUV技 術 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鄰近效應校正(OPC)技術,因而它可以把光刻技術擴展到32nm以下技術節點。2009年9月Intel*** 次 向 世 人 展 示 了22 nm工藝晶圓,稱繼續使用193nm浸沒式光刻技術,并規 劃 與EUV及EBL曝 光 技 術 相 配 合,使193nm浸沒式光刻技術延伸到15和11nm工藝節點。 [1]電子束光刻技術是利用電子槍所產生的電子束,通過電子光柱的各極電磁透鏡聚焦、對中、各種象差的校正、電子束斑調整、電子束流調整、電子束曝光對準標記檢測、電子束偏轉校正、電子掃描場畸變...
光刻系統SUSS是一種應用于半導體制造領域的工藝試驗儀器,其比較大基片尺寸為6英寸,可實現0.5μm的分辨率和1μm的**小線寬 [1]。該系統通過精密光學曝光技術完成微電子器件的圖形轉移,為集成電路研發和生產提供關鍵工藝支持。比較大基片處理能力:支持直徑6英寸的基片加工(截至2021年1月) [1]圖形分辨率:系統的光學成像系統可實現0.5μm的分辨率 [1]線寬控制:在標準工藝條件下能夠穩定實現1μm的**小線寬加工 [1]該系統采用接觸式/接近式曝光原理,通過紫外光源實現掩模圖形向基片光刻膠的精確轉移。其精密對準機構可保證多次曝光時的套刻精度,適用于半導體器件研發階段的工藝驗證和小批量試...
b、堅膜,以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力;c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性;d、進一步減少駐波效應(Standing Wave Effect)。常見問題:a、烘烤不足(Underbake)。減弱光刻膠的強度(抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力);降低***填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度(Overbake)。引起光刻膠的流動,使圖形精度降低,分辨率變差。另外還可以用深紫外線(DUV,Deep Ultra-Violet)堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠...
e、光刻膠厚度控片(PhotoResist Thickness MC):光刻膠厚度測量;f、光刻缺陷控片(PDM,Photo Defect Monitor):光刻膠缺陷監控。舉例:0.18μm的CMOS掃描步進光刻工藝。光源:KrF氟化氪DUV光源(248nm);數值孔徑NA:0.6~0.7;焦深DOF:0.7μm;分辨率Resolution:0.18~0.25μm(一般采用了偏軸照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技術PSM_Phase Shift Mask增強);套刻精度Overlay:65nm;產能Throughput:30~60wafers/hour(20...
決定光刻膠涂膠厚度的關鍵參數:光刻膠的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻膠的厚度越薄;旋轉速度,速度越快,厚度越薄;影響光刻膠均勻性的參數:旋轉加速度,加速越快越均勻;與旋轉加速的時間點有關。一般旋涂光刻膠的厚度與曝光的光源波長有關(因為不同級別的曝光波長對應不同的光刻膠種類和分辨率):I-line**厚,約0.7~3μm;KrF的厚度約0.4~0.9μm;ArF的厚度約0.2~0.5μm。軟烘方法:真空熱板,85~120C,30~60秒;目的:除去溶劑(4~7%);增強黏附性;釋放光刻膠膜內的應力;防止光刻膠玷污設備;c、焦距控片(Focus MC):作為光刻機監控焦距監控;徐州比較...
決定光刻膠涂膠厚度的關鍵參數:光刻膠的黏度(Viscosity),黏度越低,光刻膠的厚度越薄;旋轉速度,速度越快,厚度越薄;影響光刻膠均勻性的參數:旋轉加速度,加速越快越均勻;與旋轉加速的時間點有關。一般旋涂光刻膠的厚度與曝光的光源波長有關(因為不同級別的曝光波長對應不同的光刻膠種類和分辨率):I-line**厚,約0.7~3μm;KrF的厚度約0.4~0.9μm;ArF的厚度約0.2~0.5μm。軟烘方法:真空熱板,85~120C,30~60秒;目的:除去溶劑(4~7%);增強黏附性;釋放光刻膠膜內的應力;防止光刻膠玷污設備;卡盤顆粒控片(Chuck Particle MC):測試光刻機上的...
2019年荷蘭阿斯麥公司推出新一代極紫外光刻系統,**了當今**的第五代光刻系統,可望將摩爾定律物理極限推向新的高度 [5]。中國工程院《Engineering》期刊于2021年組建跨學科評選委員會,通過全球**提名、公眾問卷等多階段評審,選定近五年內完成且具有全球影響力的**工程成就。極紫外光刻系統憑借三大**指標入選:原創性突破:開發新型等離子體光源與反射式光學系統系統創新:整合超精密機械、真空環境控制與實時檢測技術產業效益:支撐全球90%以上**芯片制造需求 [1] [3-4] [7]。無掩模激光直寫系統利用激光直接在基材上成像,適用于柔性電子器件制造等領域 [5]。姑蘇區耐用光刻系統工...
所有實際電子束曝光、顯影后圖形的邊緣要往外擴展,這就是所謂的“電子束鄰近效應。同時,半導體基片上如果有絕緣的介質膜,電子通過它時也會產生一定量的電荷積累,這些積累的電荷同樣會排斥后續曝光的電子,產生偏移,而不導電的絕緣體(如玻璃片)肯定不能采用電子束曝光。還有空間交變磁場、實驗室溫度變化等都會引起電子束曝光產生“漂移”現象。因此,即使擁有2nm電子束斑的曝 光 系統,要曝光出50nm以下的圖形結構也不容易。麻省理工學院(MIT)已經采用的電子束光刻技術分辨率將推進到9nm。電子束直寫光刻可以不需要光刻膠厚度控片(PhotoResist Thickness MC):光刻膠厚度測量;蘇州比較好的光...
英特爾高級研究員兼技術和制造部先進光刻技術總監YanBorodovsky在去年說過“針對未來的IC設計,我認為正確的方向是具有互補性的光刻技術。193納米光刻是當前能力**強且**成熟的技術,能夠滿足精確度和成本要求,但缺點是分辨率低。利用一種新技術作為193納米光刻的補充,可能是在成本、性能以及精確度方面的比較好解決方案。補充技術可以是EUV或電子束光刻。” [3]現階段很多公司也在推動納米壓印、無掩膜光刻或一種被稱為自組裝的新興技術。但是EUV光刻仍然被認為是下一代CPU的比較好工藝。國內上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機占據中端市場 [7]。高新區比較好的光刻系統按需定制涂底方法...
英特爾高級研究員兼技術和制造部先進光刻技術總監YanBorodovsky在去年說過“針對未來的IC設計,我認為正確的方向是具有互補性的光刻技術。193納米光刻是當前能力**強且**成熟的技術,能夠滿足精確度和成本要求,但缺點是分辨率低。利用一種新技術作為193納米光刻的補充,可能是在成本、性能以及精確度方面的比較好解決方案。補充技術可以是EUV或電子束光刻。” [3]現階段很多公司也在推動納米壓印、無掩膜光刻或一種被稱為自組裝的新興技術。但是EUV光刻仍然被認為是下一代CPU的比較好工藝。光刻系統按光源類型分為紫外(UV)、深紫外(DUV)、極紫外(EUV)、電子束及無掩模激光直寫等類別。南通...
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采用精密自動調焦技術,避免高溫工藝引起的晶片變形對成像質量的影響。⑤采用原版自動選擇機構(版庫),不但有利于成品率的提高,而且成為能靈活生產多電路組合的常規曝光系統。浸入式光刻技術原理這種系統屬于精密復雜的光、機、電綜合系統。它在光學系統上分為兩類。一類是全折射式成像系統,多采用1/5~1/10的縮小倍率,技術較成熟;一類是1:1倍的折射-反射系統,光路簡單,對使用條件要求較低。激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影液。連云港常見光刻系統多少錢浸沒式光刻技術所面臨的挑戰主要有:...
1.氣相成底模2.旋轉烘膠3.軟烘4.對準和曝光5.曝光后烘焙(PEB)6.顯影7.堅膜烘焙8.顯影檢查光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進行開孔,以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。準分子光刻技術作為當前主流的光刻技術,主要包括:特征尺寸為0.1μm的248 nm KrF準分子激光技術;特征尺寸為90 nm的193 nm ArF準分子激光技術;特征尺寸為65 nm的193 nm ArF浸沒式技術(Immersion,193i)。其中193 nm浸沒式光刻技術是所有光刻技術中**為長壽且**富有競爭力的,也是如何進一步發揮其潛力的研究熱...
英特爾高級研究員兼技術和制造部先進光刻技術總監YanBorodovsky在去年說過“針對未來的IC設計,我認為正確的方向是具有互補性的光刻技術。193納米光刻是當前能力**強且**成熟的技術,能夠滿足精確度和成本要求,但缺點是分辨率低。利用一種新技術作為193納米光刻的補充,可能是在成本、性能以及精確度方面的比較好解決方案。補充技術可以是EUV或電子束光刻。” [3]現階段很多公司也在推動納米壓印、無掩膜光刻或一種被稱為自組裝的新興技術。但是EUV光刻仍然被認為是下一代CPU的比較好工藝。全球光刻系統主要由ASML、Nikon等企業主導,國內廠商如上海微電子在中端設備領域取得突破 [7]。高新...
電子束光刻基本上分兩大類,一類是大生產光掩模版制造的電子束曝光系統,另一類是直接在基片上直寫納米級圖形的電子束光刻系統。電子束光刻技術起源于掃描電鏡,**早由德意志聯邦共和國杜平根大學的G.Mollenstedt等人在20世紀60年代提出。電子束曝光的波長取決于電子能量,電子能量越高,曝光的波長越短,大 體在10-6nm量級上,因而電子束光刻不受衍射極限的影響,所以電子束光刻可獲得接近于原子尺寸的分辨率。但是,由于電子束入射到抗蝕劑及基片上時,電子會與固體材料的原子發生“碰撞”產生電子散射現象,包括前散射和背散射電子,這些散射電子同樣也參與“曝光”,前散射電子波及范圍可在幾十納米,從基片上返回...
b、堅膜,以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力;c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性;d、進一步減少駐波效應(Standing Wave Effect)。常見問題:a、烘烤不足(Underbake)。減弱光刻膠的強度(抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力);降低***填充能力(Gapfill Capability for the needle hole);降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度(Overbake)。引起光刻膠的流動,使圖形精度降低,分辨率變差。另外還可以用深紫外線(DUV,Deep Ultra-Violet)堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼,增加光刻膠...