एक सिंहावलोकन
एकीकृत सर्किट निर्माण प्रक्रियामा, फोटोलिथोग्राफी कोर प्रक्रिया हो जसले एकीकृत सर्किटहरूको एकीकरण स्तर निर्धारण गर्दछ। यस प्रक्रियाको कार्य भनेको मास्क (मास्क पनि भनिन्छ) बाट सर्किट ग्राफिक जानकारी अर्धचालक सामग्री सब्सट्रेटमा इमानदारीपूर्वक प्रसारण र स्थानान्तरण गर्नु हो।
फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाको आधारभूत सिद्धान्त मास्कमा सर्किट ढाँचा रेकर्ड गर्न सब्सट्रेटको सतहमा लेपित फोटोरेसिस्टको फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाको प्रयोग गर्नु हो, जसले गर्दा एकीकृत सर्किट ढाँचालाई डिजाइनबाट सब्सट्रेटमा स्थानान्तरण गर्ने उद्देश्य प्राप्त हुन्छ।
फोटोलिथोग्राफी को आधारभूत प्रक्रिया:
पहिलो, फोटोरेसिस्ट कोटिंग मेसिन प्रयोग गरी सब्सट्रेट सतहमा लागू गरिन्छ;
त्यसपछि, फोटोरेसिस्टको साथ लेपित सब्सट्रेटलाई पर्दाफाश गर्न फोटोलिथोग्राफी मेसिन प्रयोग गरिन्छ, र फोटोलिथोग्राफी मेसिनद्वारा प्रसारित मास्क ढाँचा जानकारी रेकर्ड गर्न फोटोलिथोग्राफी मेसिन प्रयोग गरिन्छ, फिडेलिटी ट्रान्समिशन, ट्रान्सफर र सब्सट्रेटमा मास्क ढाँचाको प्रतिकृति पूरा गर्दै;
अन्तमा, एक विकासकर्तालाई एक्सपोजर पछि फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाबाट गुज्रने फोटोरेसिस्ट हटाउन (वा कायम राख्न) को लागी एक्सपोज सब्सट्रेट विकास गर्न प्रयोग गरिन्छ।
दोस्रो फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया
मास्कमा डिजाइन गरिएको सर्किट ढाँचालाई सिलिकन वेफरमा स्थानान्तरण गर्नको लागि, स्थानान्तरण पहिले एक्सपोजर प्रक्रिया मार्फत हासिल गरिनु पर्छ, र त्यसपछि सिलिकन ढाँचा एक नक्काशी प्रक्रिया मार्फत प्राप्त गर्नुपर्दछ।
फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया क्षेत्रको उज्यालोले पहेंलो प्रकाशको स्रोत प्रयोग गर्ने भएकोले फोटोसेन्सिटिभ सामग्रीहरू असंवेदनशील हुन्छन्, यसलाई पहेंलो प्रकाश क्षेत्र पनि भनिन्छ।
फोटोलिथोग्राफी पहिलो पटक मुद्रण उद्योगमा प्रयोग भएको थियो र प्रारम्भिक पीसीबी निर्माणको लागि मुख्य प्रविधि थियो। 1950s देखि, फोटोलिथोग्राफी बिस्तारै आईसी निर्माण मा ढाँचा स्थानान्तरण को लागी मुख्यधारा टेक्नोलोजी भएको छ।
लिथोग्राफी प्रक्रियाका प्रमुख सूचकहरूमा रिजोल्युसन, संवेदनशीलता, ओभरले सटीकता, दोष दर, आदि समावेश छन्।
फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियामा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण सामग्री फोटोरेसिस्ट हो, जुन फोटोसेन्सिटिभ सामग्री हो। फोटोरेसिस्टको संवेदनशीलता प्रकाश स्रोतको तरंग लम्बाइमा निर्भर हुने भएकोले, फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाहरू जस्तै g/i लाइन, 248nm KrF, र 193nm ArF जस्ता विभिन्न फोटोरेसिस्ट सामग्रीहरू आवश्यक हुन्छन्।
सामान्य फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाको मुख्य प्रक्रियामा पाँच चरणहरू समावेश छन्:
- आधार फिल्म तयारी;
-फोटोरेसिस्ट र नरम बेक लागू गर्नुहोस्;
- पङ्क्तिबद्धता, एक्सपोजर र पोस्ट-एक्सपोजर बेकिंग;
- हार्ड फिल्म विकास गर्नुहोस्;
- विकास पत्ता लगाउने।
(१)आधार फिल्म तयारी: मुख्यतया सफाई र निर्जलीकरण। किनकि कुनै पनि प्रदूषकहरूले फोटोरेसिस्ट र वेफर बीचको आसंजनलाई कमजोर पार्छ, राम्ररी सफाईले वेफर र फोटोरेसिस्ट बीचको आसंजन सुधार गर्न सक्छ।
(२)फोटोरेसिस्ट कोटिंग: यो सिलिकन वेफर घुमाएर प्राप्त हुन्छ। विभिन्न फोटोरेसिस्टहरूलाई घुमाउने गति, फोटोरेसिस्ट मोटाई, र तापमान सहित विभिन्न कोटिंग प्रक्रिया प्यारामिटरहरू चाहिन्छ।
नरम बेकिंग: बेकिंगले फोटोरेसिस्ट र सिलिकन वेफर बीचको आसंजन सुधार गर्न सक्छ, साथै फोटोरेसिस्ट मोटाईको एकरूपता, जुन पछिको नक्काशी प्रक्रियाको ज्यामितीय आयामहरूको सटीक नियन्त्रणको लागि लाभदायक हुन्छ।
(३)पङ्क्तिबद्धता र एक्सपोजर: पङ्क्तिबद्धता र एक्सपोजर फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियामा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण चरणहरू हुन्। तिनीहरूले वेफर (वा अगाडि तह ढाँचा) मा अवस्थित ढाँचासँग मास्क ढाँचालाई पङ्क्तिबद्ध गर्न र त्यसपछि यसलाई विशिष्ट प्रकाशको साथ विकिरण गर्ने सन्दर्भ गर्दछ। प्रकाश ऊर्जाले फोटोरेसिस्टमा फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टहरू सक्रिय गर्दछ, जसले गर्दा मास्कको ढाँचालाई फोटोरेसिस्टमा स्थानान्तरण गर्दछ।
पङ्क्तिबद्धता र एक्सपोजरको लागि प्रयोग गरिएको उपकरण फोटोलिथोग्राफी मेसिन हो, जुन सम्पूर्ण एकीकृत सर्किट निर्माण प्रक्रियामा प्रक्रिया उपकरणको सबैभन्दा महँगो एकल टुक्रा हो। फोटोलिथोग्राफी मेसिनको प्राविधिक स्तरले सम्पूर्ण उत्पादन लाइनको प्रगतिको स्तर प्रतिनिधित्व गर्दछ।
पोस्ट-एक्सपोजर बेकिंग: एक्सपोजर पछि छोटो बेकिंग प्रक्रियालाई बुझाउँछ, जसमा गहिरो पराबैंगनी फोटोरेसिस्टहरू र परम्परागत आई-लाइन फोटोरेसिस्टहरू भन्दा फरक प्रभाव हुन्छ।
गहिरो पराबैंगनी फोटोरेसिस्टको लागि, पोस्ट-एक्सपोजर बेकिंगले फोटोरेसिस्टमा सुरक्षात्मक घटकहरू हटाउँछ, जसले फोटोरेसिस्टलाई विकासकर्तामा भंग गर्न अनुमति दिन्छ, त्यसैले पोस्ट-एक्सपोजर बेकिंग आवश्यक छ;
परम्परागत आई-लाइन फोटोरेसिस्टहरूको लागि, पोस्ट-एक्सपोजर बेकिंगले फोटोरेसिस्टको आसंजन सुधार गर्न सक्छ र खडा छालहरूलाई कम गर्न सक्छ (स्ट्यान्डिंग वेभहरूले फोटोरेसिस्टको किनारा मोर्फोलोजीमा प्रतिकूल प्रभाव पार्नेछ)।
(४)कडा फिल्मको विकास गर्दै: एक्सपोजर पछि फोटोरेसिस्ट (सकारात्मक फोटोरेसिस्ट) को घुलनशील भाग भंग गर्न विकासकर्ता प्रयोग गर्दै, र फोटोरेसिस्ट ढाँचाको साथ मास्क ढाँचा सही रूपमा प्रदर्शन गर्न।
विकास प्रक्रियाको मुख्य मापदण्डहरूमा विकासको तापक्रम र समय, विकासकर्ताको खुराक र एकाग्रता, सफाई, आदि समावेश छन्। विकासमा सान्दर्भिक प्यारामिटरहरू समायोजन गरेर, फोटोरेसिस्टको खुला र खुला भागहरू बीचको विघटन दरमा भिन्नता बढाउन सकिन्छ, यसरी। वांछित विकास प्रभाव प्राप्त गर्दै।
हार्डनिङलाई हार्डनिङ बेकिंग पनि भनिन्छ, जुन विकसित फोटोरेसिस्टमा बाँकी रहेका विलायक, विकासकर्ता, पानी र अन्य अनावश्यक अवशिष्ट कम्पोनेन्टहरूलाई तताएर वाष्पीकरण गरेर हटाउने प्रक्रिया हो, जसले गर्दा सिलिकन सब्सट्रेटमा फोटोरेसिस्टको आसंजन सुधार गर्न सकिन्छ। फोटोरेसिस्टको नक्काशी प्रतिरोध।
कडा बनाउने प्रक्रियाको तापक्रम विभिन्न फोटोरेसिस्टहरू र कडा बनाउने विधिहरूमा निर्भर गर्दछ। आधार यो हो कि photoresist ढाँचा विकृत हुँदैन र photoresist पर्याप्त कडा बनाउनु पर्छ।
(५)विकास निरीक्षण: यो विकास पछि फोटोरेसिस्ट ढाँचामा दोषहरू जाँच गर्न हो। सामान्यतया, छवि पहिचान टेक्नोलोजी विकास पछि स्वचालित रूपमा चिप ढाँचा स्क्यान गर्न र यसलाई पूर्व-भंडारित दोष-रहित मानक ढाँचासँग तुलना गर्न प्रयोग गरिन्छ। यदि कुनै फरक फेला पर्यो भने, यसलाई दोषपूर्ण मानिन्छ।
यदि दोषहरूको संख्या एक निश्चित मान भन्दा बढि छ भने, सिलिकन वेफरलाई विकास परीक्षण असफल भएको मानिन्छ र उपयुक्त रूपमा खारेज वा पुन: काम गर्न सकिन्छ।
एकीकृत सर्किट निर्माण प्रक्रियामा, अधिकांश प्रक्रियाहरू अपरिवर्तनीय छन्, र फोटोलिथोग्राफी धेरै थोरै प्रक्रियाहरू मध्ये एक हो जुन पुन: काम गर्न सकिन्छ।
तीन फोटोमास्क र फोटोरेसिस्ट सामग्री
३.१ फोटोमास्क
फोटोमास्क, जसलाई फोटोलिथोग्राफी मास्क पनि भनिन्छ, एकीकृत सर्किट वेफर निर्माणको फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियामा प्रयोग गरिने मास्टर हो।
फोटोमास्क निर्माण प्रक्रिया भनेको एकीकृत सर्किट डिजाइन ईन्जिनियरहरू द्वारा डिजाइन गरिएको वेफर निर्माणको लागि आवश्यक मूल लेआउट डाटालाई डाटा ढाँचामा रूपान्तरण गर्नु हो जुन लेजर ढाँचा जनरेटरहरू वा इलेक्ट्रोन बीम एक्सपोजर उपकरणहरू द्वारा मास्क डाटा प्रोसेसिंग मार्फत पहिचान गर्न सकिन्छ, ताकि यसलाई उजागर गर्न सकिन्छ। फोटोमास्क सब्सट्रेट सामग्रीमा माथिका उपकरणहरू फोटोसेन्सिटिभ सामग्रीको साथ लेपित छन्; त्यसपछि यो सब्सट्रेट सामग्रीमा ढाँचा ठीक गर्न विकास र नक्काशी जस्ता प्रक्रियाहरूको श्रृंखला मार्फत प्रशोधन गरिन्छ; अन्तमा, यो मास्क उत्पादन बनाउनको लागि निरीक्षण, मर्मत, सफा, र फिल्म-लेमिनेट गरिएको छ र प्रयोगको लागि एकीकृत सर्किट निर्मातालाई डेलिभर गरिन्छ।
३.२ फोटोरेसिस्ट
Photoresist, photoresist को रूपमा पनि चिनिन्छ, एक फोटोसेन्सिटिभ सामग्री हो। यसमा भएका फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टहरूले प्रकाशको विकिरण अन्तर्गत रासायनिक परिवर्तनहरू पार गर्नेछ, जसले गर्दा विघटन दरमा परिवर्तन हुन्छ। यसको मुख्य कार्य मास्कमा रहेको ढाँचालाई वेफर जस्ता सब्सट्रेटमा स्थानान्तरण गर्नु हो।
फोटोरेसिस्टको कार्य सिद्धान्त: पहिले, फोटोरेसिस्ट सब्सट्रेटमा लेपित हुन्छ र विलायक हटाउन पूर्व-बेक्ड हुन्छ;
दोस्रो, मास्क प्रकाशको सम्पर्कमा आएको छ, जसले गर्दा खुला भागमा भएका फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टहरू रासायनिक प्रतिक्रियाबाट गुज्रिन्छन्;
त्यसपछि, पोस्ट-एक्सपोजर बेक गरिन्छ;
अन्तमा, फोटोरेसिस्ट विकासको माध्यमबाट आंशिक रूपमा विघटित हुन्छ (सकारात्मक फोटोरेसिस्टको लागि, खुला क्षेत्र भंग हुन्छ; नकारात्मक फोटोरेसिस्टको लागि, अनएक्सपोज गरिएको क्षेत्र भंग हुन्छ), जसले गर्दा मास्कबाट सब्सट्रेटमा एकीकृत सर्किट ढाँचाको स्थानान्तरण महसुस हुन्छ।
फोटोरेसिस्टका कम्पोनेन्टहरूमा मुख्यतया फिल्म बनाउने राल, फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्ट, ट्रेस एडिटिभ र विलायक समावेश हुन्छ।
तिनीहरू मध्ये, फिल्म-निर्माण राल मेकानिकल गुणहरू र नक्काशी प्रतिरोध प्रदान गर्न प्रयोग गरिन्छ; फोटोसेन्सिटिभ कम्पोनेन्टले प्रकाश अन्तर्गत रासायनिक परिवर्तनहरू पार गर्दछ, जसले विघटन दरमा परिवर्तन गर्दछ;
ट्रेस additives मा रंग, चिपचिपापन बृद्धिकर्ता, आदि समावेश छ, जुन photoresist को प्रदर्शन सुधार गर्न प्रयोग गरिन्छ; विलायकहरू घटकहरू भंग गर्न र तिनीहरूलाई समान रूपमा मिश्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।
हाल व्यापक प्रयोगमा रहेका फोटोरेसिस्टहरूलाई फोटोरासायनिक प्रतिक्रिया संयन्त्रको आधारमा पारम्परिक फोटोरेसिस्टहरू र रासायनिक रूपमा एम्प्लीफाइड फोटोरेसिस्टहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ, र अल्ट्राभायोलेट, गहिरो पराबैंगनी, चरम पराबैंगनी, इलेक्ट्रोन बीम, आयन बीम र एक्स-रे फोटोरेसिस्टहरूमा पनि विभाजन गर्न सकिन्छ। फोटोसंवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य।
चार फोटोलिथोग्राफी उपकरण
फोटोलिथोग्राफी प्रविधि सम्पर्क/निकट लिथोग्राफी, अप्टिकल प्रोजेक्शन लिथोग्राफी, स्टेप-एन्ड-रिपिट लिथोग्राफी, स्क्यानिङ लिथोग्राफी, इमर्सन लिथोग्राफी, र EUV लिथोग्राफीको विकास प्रक्रियाबाट गुज्रिएको छ।
४.१ सम्पर्क/प्रोक्सिमिटी लिथोग्राफी मेसिन
सम्पर्क लिथोग्राफी प्रविधि 1960 मा देखा पर्यो र 1970 मा व्यापक रूपमा प्रयोग भएको थियो। यो सानो मापन एकीकृत सर्किट को युग मा मुख्य लिथोग्राफी विधि थियो र मुख्य रूप देखि 5μm भन्दा ठूलो सुविधा आकार संग एकीकृत सर्किट उत्पादन गर्न को लागी प्रयोग गरिएको थियो।
सम्पर्क/निकट लिथोग्राफी मेसिनमा, वेफर सामान्यतया म्यानुअल रूपमा नियन्त्रित तेर्सो स्थिति र घुमाउने कार्य तालिकामा राखिन्छ। अपरेटरले एकै साथ मास्क र वेफरको स्थिति अवलोकन गर्न एक अलग फिल्ड माइक्रोस्कोप प्रयोग गर्दछ, र म्यानुअल रूपमा मास्क र वेफर पङ्क्तिबद्ध गर्न worktable को स्थिति नियन्त्रण गर्दछ। वेफर र मास्क पङ्क्तिबद्ध गरिसकेपछि, मास्क वेफरको सतहमा फोटोरेसिस्टसँग प्रत्यक्ष सम्पर्कमा छ भनेर दुईलाई एकसाथ थिचिनेछ।
माइक्रोस्कोप उद्देश्य हटाए पछि, थिचिएको वेफर र मास्क एक्सपोजरको लागि एक्सपोजर टेबलमा सारिन्छ। पारा बत्तीबाट उत्सर्जित प्रकाश लेन्स मार्फत मास्कको समानान्तर र समानान्तर हुन्छ। मास्क वेफरमा रहेको फोटोरेसिस्ट तहसँग प्रत्यक्ष सम्पर्कमा रहेको हुनाले, एक्सपोजर पछि मास्कको ढाँचा १:१ को अनुपातमा फोटोरेसिस्ट तहमा स्थानान्तरण हुन्छ।
सम्पर्क लिथोग्राफी उपकरण सबैभन्दा सरल र सबैभन्दा किफायती अप्टिकल लिथोग्राफी उपकरण हो, र उप-माइक्रोन फिचर साइज ग्राफिक्सको एक्सपोजर प्राप्त गर्न सक्छ, त्यसैले यो अझै पनि सानो ब्याच उत्पादन निर्माण र प्रयोगशाला अनुसन्धानमा प्रयोग गरिन्छ। ठूलो मात्रामा एकीकृत सर्किट उत्पादनमा, मास्क र वेफर बीचको सीधा सम्पर्कको कारण लिथोग्राफी लागतमा भएको वृद्धिबाट बच्नको लागि निकटता लिथोग्राफी प्रविधि पेश गरिएको थियो।
निकटता लिथोग्राफी 1970 मा साना-स्तरीय एकीकृत सर्किटहरूको युग र मध्यम-स्तरीय एकीकृत सर्किटहरूको प्रारम्भिक युगमा व्यापक रूपमा प्रयोग भएको थियो। सम्पर्क लिथोग्राफीको विपरीत, निकटता लिथोग्राफीमा मास्क वेफरमा फोटोरेसिस्टसँग प्रत्यक्ष सम्पर्कमा हुँदैन, तर नाइट्रोजनले भरिएको खाली ठाउँ छोडिन्छ। मास्क नाइट्रोजनमा तैरिन्छ, र मास्क र वेफर बीचको खाडलको आकार नाइट्रोजन दबाब द्वारा निर्धारण गरिन्छ।
प्रोक्सिमिटी लिथोग्राफीमा वेफर र मास्कको बीचमा कुनै सीधा सम्पर्क नभएको कारणले, लिथोग्राफी प्रक्रियाको क्रममा देखा परेका दोषहरू कम हुन्छन्, जसले गर्दा मास्कको हानि कम हुन्छ र वेफर उत्पादनमा सुधार हुन्छ। निकटता लिथोग्राफीमा, वेफर र मास्क बीचको अन्तरले वेफरलाई फ्रेस्नेल विवर्तन क्षेत्रमा राख्छ। विवर्तनको उपस्थितिले निकटता लिथोग्राफी उपकरणको रिजोल्युसनको थप सुधारलाई सीमित गर्दछ, त्यसैले यो प्रविधि मुख्यतया 3μm भन्दा माथिको सुविधा आकारको एकीकृत सर्किटहरूको उत्पादनको लागि उपयुक्त छ।
4.2 स्टेपर र रिपीटर
स्टेपर वेफर लिथोग्राफीको इतिहासमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण उपकरणहरू मध्ये एक हो, जसले उप-माइक्रोन लिथोग्राफी प्रक्रियालाई ठूलो उत्पादनमा बढावा दिएको छ। स्टेपरले मास्कमा रहेको ढाँचालाई वेफरमा स्थानान्तरण गर्न 22mm × 22mm को एक सामान्य स्थिर एक्सपोजर क्षेत्र र 5:1 वा 4:1 को घटाउने अनुपात भएको अप्टिकल प्रोजेक्शन लेन्स प्रयोग गर्दछ।
चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफी मेसिन सामान्यतया एक्सपोजर सबसिस्टम, वर्कपीस स्टेज सबसिस्टम, मास्क स्टेज सबसिस्टम, फोकस/लेभलिंग सबसिस्टम, एलाइनमेन्ट सबसिस्टम, मुख्य फ्रेम सबसिस्टम, वेफर ट्रान्सफर सबसिस्टम, मास्क ट्रान्सफर सबसिस्टम मिलेर बनेको हुन्छ। , एक इलेक्ट्रोनिक उपप्रणाली, र एक सफ्टवेयर उपप्रणाली।
चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफी मेसिनको सामान्य कार्य प्रक्रिया निम्नानुसार छ:
पहिले, फोटोरेसिस्टको साथ लेपित वेफरलाई वेफर ट्रान्सफर सबसिस्टम प्रयोग गरेर वर्कपीस टेबलमा स्थानान्तरण गरिन्छ, र मास्क ट्रान्सफर सबसिस्टम प्रयोग गरेर मास्क टेबलमा स्थानान्तरण गरिन्छ;
त्यसपछि, प्रणालीले फोकसिंग/लेभलिङ्ग उपप्रणाली प्रयोग गर्दछ वर्कपीस स्टेजमा वेफरमा बहु-बिन्दु उचाइ मापन गर्नको लागि वेफरको सतहको उचाइ र झुकाव कोण जस्ता जानकारी प्राप्त गर्न, ताकि एक्सपोजर क्षेत्र। वेफर जहिले पनि एक्सपोजर प्रक्रियाको समयमा प्रक्षेपण उद्देश्यको फोकल गहिराइ भित्र नियन्त्रण गर्न सकिन्छ;पछि, प्रणालीले मास्क र वेफरलाई पङ्क्तिबद्ध गर्न पङ्क्तिबद्धता उपप्रणाली प्रयोग गर्दछ ताकि एक्सपोजर प्रक्रियाको समयमा मास्क छवि र वेफर ढाँचा स्थानान्तरणको स्थिति सटीकता सधैं ओभरले आवश्यकताहरू भित्र हुन्छ।
अन्तमा, सम्पूर्ण वेफर सतहको चरण-र-एक्सपोजर कार्य ढाँचा स्थानान्तरण प्रकार्य महसुस गर्न निर्धारित मार्ग अनुसार पूरा हुन्छ।
त्यसपछिको स्टेपर र स्क्यानर लिथोग्राफी मेसिन माथिको आधारभूत कार्य प्रक्रियामा आधारित छ, स्टेपिङ → स्क्यानिङ → एक्सपोजरमा सुधार, र फोकस/लेभिङ → अलाइनमेन्ट → मापन (फोकसिङ/लेभिङ → पङ्क्तिबद्ध) र स्क्यानिङको लागि दोहोरो-चरण मोडेलमा एक्सपोजर। समानांतरमा एक्सपोजर।
चरण-र-स्क्यान लिथोग्राफी मेसिनको तुलनामा, चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफी मेसिनले मास्क र वेफरको सिंक्रोनस रिभर्स स्क्यानिङ हासिल गर्न आवश्यक पर्दैन, र स्क्यानिङ मास्क टेबल र सिंक्रोनस स्क्यानिङ नियन्त्रण प्रणालीको आवश्यकता पर्दैन। तसर्थ, संरचना अपेक्षाकृत सरल छ, लागत अपेक्षाकृत कम छ, र सञ्चालन विश्वसनीय छ।
IC टेक्नोलोजीले 0.25μm प्रवेश गरेपछि, एक्सपोजर फिल्ड साइज र एक्सपोजर एकरूपता स्क्यानिङमा स्टेप-एन्ड-स्क्यान लिथोग्राफीको फाइदाहरूको कारण चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफीको आवेदन घट्न थाल्यो। हाल, Nikon द्वारा प्रदान गरिएको पछिल्लो चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफीमा स्टेप-एण्ड-स्क्यान लिथोग्राफीको जत्तिकै ठूलो स्ट्याटिक एक्सपोजर क्षेत्र छ, र अत्यधिक उच्च उत्पादन क्षमताको साथ, प्रति घण्टा 200 भन्दा बढी वेफरहरू प्रशोधन गर्न सक्छ। यस प्रकारको लिथोग्राफी मेसिन हाल मुख्यतया गैर-महत्वपूर्ण आईसी तहहरूको निर्माणको लागि प्रयोग गरिन्छ।
4.3 स्टेपर स्क्यानर
चरण-र-स्क्यान लिथोग्राफीको आवेदन 1990s मा सुरु भयो। विभिन्न एक्सपोजर लाइट स्रोतहरू कन्फिगर गरेर, स्टेप-एन्ड-स्क्यान टेक्नोलोजीले 365nm, 248nm, 193nm इमर्सनदेखि EUV लिथोग्राफीसम्म विभिन्न प्रक्रिया प्रविधि नोडहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ। चरण-र-दोहोरिने लिथोग्राफीको विपरीत, स्टेप-एन्ड-स्क्यान लिथोग्राफीको एकल-क्षेत्र एक्सपोजरले गतिशील स्क्यानिङलाई अपनाउछ, त्यो हो, मास्क प्लेटले वेफरको सापेक्ष रूपमा स्क्यानिङ आन्दोलनलाई पूरा गर्छ; हालको फिल्ड एक्सपोजर पूरा भएपछि, वेफरलाई वर्कपीस स्टेजबाट लैजान्छ र अर्को स्क्यानिङ फिल्ड पोजिसनमा पाइन्छ, र बारम्बार एक्सपोजर जारी रहन्छ; चरण-र-स्क्यान एक्सपोजर धेरै पटक दोहोर्याउनुहोस् जबसम्म सम्पूर्ण वेफरको सबै क्षेत्रहरू पर्दाफास हुँदैन।
विभिन्न प्रकारका प्रकाश स्रोतहरू (जस्तै i-line, KrF, ArF) कन्फिगर गरेर, स्टेपर-स्क्यानरले अर्धचालक फ्रन्ट-एन्ड प्रक्रियाको लगभग सबै टेक्नोलोजी नोडहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ। सामान्य सिलिकन-आधारित CMOS प्रक्रियाहरूले 0.18μm नोडदेखि ठूलो मात्रामा स्टेपर-स्क्यानरहरू अपनाएका छन्; 7nm मुनिको प्रक्रिया नोडहरूमा हाल प्रयोग गरिने चरम अल्ट्राभायोलेट (EUV) लिथोग्राफी मेसिनहरूले पनि स्टेपर-स्क्यानिङ प्रयोग गर्दछ। आंशिक अनुकूलन परिमार्जन पछि, स्टेपर-स्क्यानरले धेरै गैर-सिलिकन-आधारित प्रक्रियाहरू जस्तै MEMS, पावर उपकरणहरू, र RF उपकरणहरूको अनुसन्धान र विकास र उत्पादनलाई समर्थन गर्न सक्छ।
स्टेप-एण्ड-स्क्यान प्रोजेक्शन लिथोग्राफी मेसिनहरूका मुख्य निर्माताहरूमा ASML (नेदरल्याण्ड), निकोन (जापान), क्यानन (जापान) र SMEE (चीन) समावेश छन्। ASML ले 2001 मा स्टेप-एन्ड-स्क्यान लिथोग्राफी मेसिनहरूको TWINSCAN शृङ्खला सुरु गर्यो। यसले डुअल-स्टेज प्रणाली वास्तुकला अपनाएको छ, जसले उपकरणको आउटपुट दरलाई प्रभावकारी रूपमा सुधार गर्न सक्छ र सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने उच्च-अन्त लिथोग्राफी मेसिन भएको छ।
4.4 विसर्जन लिथोग्राफी
यो Rayleigh सूत्रबाट देख्न सकिन्छ कि, जब एक्सपोजर तरंगदैर्ध्य अपरिवर्तित रहन्छ, इमेजिङ रिजोल्युसनलाई अझ सुधार गर्ने प्रभावकारी तरिका इमेजिङ प्रणालीको संख्यात्मक एपर्चर बढाउनु हो। ४५nm र माथिभन्दा कम इमेजिङ रिजोल्युसनका लागि, ArF ड्राई एक्सपोजर विधिले अब आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्दैन (किनभने यसले 65nm को अधिकतम इमेजिङ रिजोल्युसनलाई समर्थन गर्दछ), त्यसैले यो इमर्सन लिथोग्राफी विधि लागू गर्न आवश्यक छ। परम्परागत लिथोग्राफी टेक्नोलोजीमा, लेन्स र फोटोरेसिस्ट बीचको माध्यम हावा हो, जबकि इमर्सन लिथोग्राफी टेक्नोलोजीले हावाको माध्यमलाई तरल पदार्थ (सामान्यतया 1.44 को अपवर्तक सूचकांकको साथ अल्ट्राप्योर पानी) प्रतिस्थापन गर्दछ।
वास्तवमा, इमर्सन लिथोग्राफी टेक्नोलोजीले तरल माध्यमबाट प्रकाश पार गरेपछि रिजोल्युसन सुधार गर्न प्रकाश स्रोतको तरंग लम्बाइको छोटो प्रयोग गर्दछ, र छोटो अनुपात तरल माध्यमको अपवर्तक सूचकांक हो। यद्यपि विसर्जन लिथोग्राफी मेसिन चरण-र-स्क्यान लिथोग्राफी मेसिनको एक प्रकार हो, र यसको उपकरण प्रणाली समाधान परिवर्तन भएको छैन, यो सम्बन्धित मुख्य प्रविधिहरूको परिचयको कारण एआरएफ चरण-र-स्क्यान लिथोग्राफी मेसिनको परिमार्जन र विस्तार हो। विसर्जन गर्न।
इमर्सन लिथोग्राफीको फाइदा यो हो कि, प्रणालीको संख्यात्मक एपर्चरमा वृद्धिको कारण, स्टेपर-स्क्यानर लिथोग्राफी मेसिनको इमेजिङ रिजोल्युसन क्षमता सुधारिएको छ, जसले 45nm भन्दा कम इमेजिङ रिजोल्युसनको प्रक्रिया आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।
विसर्जन लिथोग्राफी मेसिनले अझै पनि एआरएफ प्रकाश स्रोत प्रयोग गर्ने भएकोले, प्रक्रियाको निरन्तरता सुनिश्चित गरिएको छ, प्रकाश स्रोत, उपकरण र प्रक्रियाको आर एन्ड डी लागत बचत गर्दै। यस आधारमा, मल्टिपल ग्राफिक्स र कम्प्युटेसनल लिथोग्राफी टेक्नोलोजीसँग मिलाएर, इमर्सन लिथोग्राफी मेसिनलाई 22nm र तलको प्रक्रिया नोडहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। EUV लिथोग्राफी मेसिनलाई आधिकारिक रूपमा ठूलो उत्पादनमा राख्नु अघि, विसर्जन लिथोग्राफी मेसिन व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको थियो र 7nm नोडको प्रक्रिया आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्थे। यद्यपि, विसर्जन तरल पदार्थको परिचयको कारण, उपकरणको ईन्जिनियरिङ् कठिनाई आफैंमा उल्लेखनीय रूपमा बढेको छ।
यसको प्रमुख प्रविधिहरूमा विसर्जन तरल आपूर्ति र रिकभरी टेक्नोलोजी, विसर्जन तरल क्षेत्र मर्मत प्रविधि, विसर्जन लिथोग्राफी प्रदूषण र दोष नियन्त्रण प्रविधि, अल्ट्रा-लार्ज संख्यात्मक एपर्चर इमर्सन प्रोजेक्शन लेन्सको विकास र मर्मत, र इमर्सन अवस्थाहरूमा इमेजिङ गुणस्तर पत्ता लगाउने प्रविधि समावेश छ।
हाल, व्यावसायिक एआरएफआई स्टेप-एन्ड-स्क्यान लिथोग्राफी मेसिनहरू मुख्यतया दुई कम्पनीहरू, नेदरल्याण्डको ASML र जापानको निकोनद्वारा प्रदान गरिन्छ। ती मध्ये, एकल ASML NXT1980 Di को मूल्य लगभग 80 मिलियन यूरो छ।
4.4 चरम पराबैंगनी लिथोग्राफी मेसिन
फोटोलिथोग्राफीको रिजोल्युसन सुधार गर्नको लागि, एक्साइमर प्रकाश स्रोत अपनाएपछि एक्सपोजर तरंगदैर्ध्यलाई थप छोटो पारिन्छ, र 10 देखि 14 एनएमको तरंगदैर्ध्य भएको चरम पराबैंगनी प्रकाशलाई एक्सपोजर प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रस्तुत गरिन्छ। चरम पराबैंगनी प्रकाशको तरंगदैर्ध्य अत्यन्त छोटो छ, र प्रयोग गर्न सकिने रिफ्लेक्टिभ अप्टिकल प्रणाली सामान्यतया बहु-तह फिल्म रिफ्लेक्टरहरू जस्तै Mo/Si वा Mo/Be बाट बनेको हुन्छ।
ती मध्ये, 13.0 देखि 13.5nm को तरंग दैर्ध्य दायरामा Mo/Si बहुपरत फिल्मको सैद्धान्तिक अधिकतम परावर्तन लगभग 70% छ, र 11.1nm को छोटो तरंग लम्बाइमा Mo/Be बहुस्तरीय फिल्मको सैद्धान्तिक अधिकतम परावर्तन लगभग 80% छ। यद्यपि Mo/Be मल्टिलेयर फिल्म रिफ्लेक्टरहरूको रिफ्लेक्टिविटी उच्च छ, Be अत्यधिक विषाक्त छ, त्यसैले EUV लिथोग्राफी प्रविधिको विकास गर्दा त्यस्ता सामग्रीहरूमा अनुसन्धान छोडियो।हालको EUV लिथोग्राफी टेक्नोलोजीले Mo/Si मल्टिलेयर फिल्म प्रयोग गर्दछ, र यसको एक्सपोजर तरंगदैर्ध्य पनि 13.5nm हुन निर्धारण गरिएको छ।
मुख्यधारा चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोत लेजर-उत्पादित प्लाज्मा (LPP) टेक्नोलोजी प्रयोग गर्दछ, जसले प्रकाश उत्सर्जन गर्न तातो-पघ्ने Sn प्लाज्मालाई उत्तेजित गर्न उच्च-तीव्रता लेजरहरू प्रयोग गर्दछ। लामो समयको लागि, प्रकाश स्रोतको शक्ति र उपलब्धता EUV लिथोग्राफी मेसिनहरूको दक्षतालाई प्रतिबन्धित अवरोधहरू भएको छ। मास्टर ओसिलेटर पावर एम्पलीफायर, प्रेडिक्टिव प्लाज्मा (पीपी) टेक्नोलोजी र इन-सिटु कलेक्शन मिरर क्लिनिङ टेक्नोलोजी मार्फत, EUV प्रकाश स्रोतहरूको शक्ति र स्थिरता धेरै सुधार गरिएको छ।
EUV लिथोग्राफी मेसिन मुख्यतया प्रकाश स्रोत, प्रकाश, उद्देश्य लेन्स, workpiece स्टेज, मास्क स्टेज, वेफर पङ्क्तिबद्ध, फोकस/लेभलिङ्ग, मास्क प्रसारण, वेफर प्रसारण, र भ्याकुम फ्रेम जस्ता उपप्रणालीहरू मिलेर बनेको छ। बहु-तह लेपित रिफ्लेक्टरहरूबाट बनेको प्रदीपन प्रणालीबाट गुजरेपछि, चरम पराबैंगनी प्रकाश रिफ्लेक्टिभ मास्कमा विकिरणित हुन्छ। मास्कबाट परावर्तित प्रकाश रिफ्लेक्टरहरूको श्रृंखलाबाट बनेको अप्टिकल कुल प्रतिबिम्ब इमेजिङ प्रणालीमा प्रवेश गर्छ, र अन्तमा मास्कको प्रतिबिम्बित छवि भ्याकुम वातावरणमा वेफरको सतहमा प्रक्षेपित हुन्छ।
EUV लिथोग्राफी मेसिनको दृश्यको एक्सपोजर क्षेत्र र इमेजिङ क्षेत्र दुबै चाप आकारको छ, र आउटपुट दर सुधार गर्न पूर्ण वेफर एक्सपोजर प्राप्त गर्न चरण-दर-चरण स्क्यानिङ विधि प्रयोग गरिन्छ। ASML को सबैभन्दा उन्नत NXE श्रृंखला EUV लिथोग्राफी मेसिनले 13.5nm को तरंग लम्बाइको साथ एक्सपोजर प्रकाश स्रोत प्रयोग गर्दछ, एक रिफ्लेक्टिभ मास्क (6° ओब्लिक इन्सिडेन्स), 6-मिरर संरचना (NA=0.33), एक 4x रिडक्सन रिफ्लेक्टिभ प्रोजेक्शन ऑब्जेक्टिभ सिस्टम। 26mm × 33mm को दृश्यको स्क्यानिङ क्षेत्र, र भ्याकुम एक्सपोजर वातावरण।
इमर्सन लिथोग्राफी मेसिनहरूको तुलनामा, चरम पराबैंगनी प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गर्ने EUV लिथोग्राफी मेसिनहरूको एकल एक्सपोजर रिजोल्युसन धेरै सुधार गरिएको छ, जसले उच्च-रिजोल्युसन ग्राफिक्स बनाउन बहु फोटोलिथोग्राफीको लागि आवश्यक जटिल प्रक्रियालाई प्रभावकारी रूपमा बेवास्ता गर्न सक्छ। हाल, 0.33 को संख्यात्मक एपर्चर भएको NXE 3400B लिथोग्राफी मेसिनको एकल एक्सपोजर रिजोल्युसन 13nm पुग्छ, र आउटपुट दर 125 टुक्रा/घन्टा पुग्छ।
मूरको कानूनको थप विस्तारको आवश्यकताहरू पूरा गर्न, भविष्यमा, ०.५ को संख्यात्मक एपर्चर भएका EUV लिथोग्राफी मेसिनहरूले केन्द्रीय प्रकाश अवरुद्धको साथ प्रक्षेपण उद्देश्य प्रणाली अपनाउनेछन्, ०.२५ गुणा/०.१२५ गुणाको असममित म्याग्निफिकेसन प्रयोग गरेर, र स्क्यानिङ एक्सपोजर फिल्ड अफ दृश्य 26m × 33mm बाट 26mm × 16.5mm सम्म घटाइनेछ, र एकल एक्सपोजर रिजोल्युसन 8nm भन्दा कम पुग्न सक्छ।
————————————————————————————————————————————————— ———————————
सेमिसेरा प्रदान गर्न सक्छग्रेफाइट भागहरू, नरम/कठोर महसुस भयो, सिलिकन कार्बाइड पार्ट्स, CVD सिलिकन कार्बाइड पार्ट्स, रSiC/TaC लेपित भागहरू30 दिनमा पूर्ण अर्धचालक प्रक्रियाको साथ।
यदि तपाइँ माथिको अर्धचालक उत्पादनहरूमा रुचि राख्नुहुन्छ भने,कृपया हामीलाई पहिलो पटक सम्पर्क गर्न नहिचकिचाउनुहोस्।
टेलिफोन: +८६-१३३७३८८९६८३
व्हाट्सएप: +८६-१५९५७८७८१३४
Email: sales01@semi-cera.com
पोस्ट समय: अगस्ट-31-2024