光刻技术概况
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光刻技术是集成电路的关键技术之一
在整个产品制造中是重要的经济影响因子,光刻成本占据了整个制造成本的35%
光刻也是决定了集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因,如果没有光刻技术的进步,集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。
所以说光刻系统的先进程度也就决定了光刻工程的高低,
光刻系统的组成:
光刻机(曝光工具)(光刻工程的核心部分,其造价昂贵.号称世界上最精密的仪器,目前世界是已有7000万美金的光刻机.)
掩膜版
光刻胶(常伴随着光刻机的发展而前进.在一定程度上其也制约着光刻工艺的发展) 主要指标:
分辨率W(resolution)-> 光刻系统所能分辨和加工的最小线条尺寸
焦深(DOF-Depth Of Focus) -> 投影光学系统可清晰成象的尺度范围
关键尺寸(CD-Critical Dimension)控制
对准和套刻精度(Alignment and Overlay)
产率(Throughout)
价格
其中,W是决定光刻系统最重要的指标,也是决定芯片最小特征尺寸的原因。
其由瑞利定律决定:R = k1r/NA ,其中r 是光刻波的波长。
提高光刻分辨率的途径:
减小波长r, 其中,光刻加工极限值:r/2 , 即半波长的分辨率
增加数值孔径
优化系统设计(分辨率增强技术)
减小k1
主流光刻技术:
248nm DUV技术(KrF准分子激光)-> 0.10um 特征尺寸
193nm DUV技术(ArF准分子激光)-> 90nm 特征尺寸
新一代的替代光刻技术:
Immersion 193nm技术
157nm F2
EUV光刻紫外线光刻
电子束投影光刻
X射线光刻
离子束光刻
纳米印制光刻
光学透镜
透射式透镜(248nm、193nm)
反射式透镜(157nm)
掩膜版
由透光的衬底材料(石英玻璃)和不透光金属吸收层材料(主要是金属Cr)组成。
通常要在表面淀积一层抗深紫外光损伤的增光型保护涂层
分辨率增强技术(RET):
Step-Scan 技术
偏轴照明(OAI)
邻近效应校正(OPC)
移相掩膜(PSM)
具有化学增强放大功能的快速感光光刻胶
光刻胶修剪(Resist Trimming)
抗反射功能和表面感光后的多层光刻胶