Մեկ ակնարկ
Ինտեգրալ սխեմաների արտադրության գործընթացում ֆոտոլիտոգրաֆիան հիմնական գործընթացն է, որը որոշում է ինտեգրալ սխեմաների ինտեգրման մակարդակը: Այս գործընթացի գործառույթն է հավատարմորեն փոխանցել և փոխանցել սխեմայի գրաֆիկական տեղեկատվությունը դիմակից (նաև կոչվում է դիմակ) կիսահաղորդչային նյութի սուբստրատին:
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացի հիմնական սկզբունքն է օգտագործել ենթաշերտի մակերեսին պատված ֆոտոդիմադրիչի ֆոտոքիմիական ռեակցիան՝ դիմակի վրա շղթայի օրինաչափությունը գրանցելու համար՝ դրանով իսկ հասնելով ինտեգրալ շղթայի նախշը դիզայնից ենթաշերտ տեղափոխելու նպատակին:
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի հիմնական գործընթացը:
Նախ, ֆոտոռեսիստը կիրառվում է ենթաշերտի մակերեսի վրա, օգտագործելով ծածկույթի մեքենա;
Այնուհետև ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեքենան օգտագործվում է ֆոտոռեսիստով պատված ենթաշերտը մերկացնելու համար, իսկ ֆոտոքիմիական ռեակցիայի մեխանիզմը օգտագործվում է ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեքենայի կողմից փոխանցված դիմակի օրինաչափության տեղեկատվությունը գրանցելու համար՝ ավարտելու հավատարմության փոխանցումը, դիմակի օրինակի փոխանցումը և վերարտադրումը ենթաշերտին.
Վերջապես, մշակողն օգտագործվում է մերկացած ենթաշերտը մշակելու համար, որպեսզի հեռացվի (կամ պահպանվի) ֆոտոդիմացկունը, որը ենթարկվում է ֆոտոքիմիական ռեակցիայի բացահայտումից հետո:
Երկրորդ ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացը
Դիմակի վրա նախագծված շղթայի նախշը սիլիկոնային վաֆլի վրա տեղափոխելու համար նախ պետք է իրականացվի բացահայտման գործընթացի միջոցով, այնուհետև սիլիցիումի նախշը պետք է ձեռք բերվի փորագրման գործընթացի միջոցով:
Քանի որ ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացի տարածքի լուսավորության համար օգտագործվում է դեղին լույսի աղբյուր, որի նկատմամբ լուսազգայուն նյութերը անզգայուն են, այն նաև կոչվում է դեղին լույսի տարածք:
Ֆոտոլիտոգրաֆիան առաջին անգամ օգտագործվել է տպագրական արդյունաբերության մեջ և եղել է PCB-ների վաղ արտադրության հիմնական տեխնոլոգիան: 1950-ականներից ի վեր ֆոտոլիտոգրաֆիան աստիճանաբար դարձել է IC-ի արտադրության մեջ նախշերի փոխանցման հիմնական տեխնոլոգիան:
Լիտոգրաֆիայի գործընթացի հիմնական ցուցիչները ներառում են լուծում, զգայունություն, ծածկույթի ճշգրտություն, թերության արագություն և այլն:
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացում ամենակարևոր նյութը ֆոտոռեզիստն է, որը ֆոտոզգայուն նյութ է: Քանի որ ֆոտոռեսիստի զգայունությունը կախված է լույսի աղբյուրի ալիքի երկարությունից, ֆոտոլիտոգրաֆիայի պրոցեսների համար անհրաժեշտ են տարբեր ֆոտոդիմադրող նյութեր, ինչպիսիք են g/i գիծը, 248 նմ KrF և 193 նմ ArF:
Տիպիկ ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացի հիմնական գործընթացը ներառում է հինգ քայլ:
- Բազային ֆիլմի պատրաստում;
-Կիրառել ֆոտոռեսիստ և փափուկ թխում;
-Հավասարեցում, բացահայտում և հետզտվող թխում;
- Մշակել ծանր ֆիլմ;
-Զարգացման հայտնաբերում:
(1)Բազային ֆիլմի պատրաստումՀիմնականում մաքրում և ջրազրկում: Քանի որ ցանկացած աղտոտիչ կթուլացնի կպչունությունը ֆոտոռեզիստի և վաֆլի միջև, մանրակրկիտ մաքրումը կարող է բարելավել կպչունությունը վաֆլի և ֆոտոռեզիստորի միջև:
(2)Ֆոտոռեզիստական ծածկույթՍա ձեռք է բերվում սիլիկոնային վաֆլի պտտման միջոցով: Տարբեր ֆոտոռեզիստները պահանջում են ծածկույթի գործընթացի տարբեր պարամետրեր, ներառյալ պտտման արագությունը, ֆոտոդիմակայության հաստությունը և ջերմաստիճանը:
Փափուկ թխում. թխումը կարող է բարելավել ֆոտոռեզիստի և սիլիկոնային վաֆլի միջև կպչունությունը, ինչպես նաև ֆոտոդիմացկուն հաստության միատեսակությունը, ինչը օգտակար է հետագա փորագրման գործընթացի երկրաչափական չափսերի ճշգրիտ վերահսկման համար:
(3)Հավասարեցում և բացահայտումՀավասարեցումը և բացահայտումը ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացի ամենակարևոր քայլերն են: Դրանք վերաբերում են դիմակի ձևանմուշը վաֆլի վրա գոյություն ունեցող օրինակին (կամ առջևի շերտի օրինակին) համապատասխանեցնելուն, այնուհետև այն հատուկ լույսով ճառագայթելուն: Լույսի էներգիան ակտիվացնում է ֆոտոռեզիստենտի լուսազգայուն բաղադրիչները, դրանով իսկ դիմակը փոխանցելով ֆոտոռեզիստին:
Հավասարեցման և բացահայտման համար օգտագործվող սարքավորումը ֆոտոլիտոգրաֆիայի մեքենան է, որն ամենաթանկ մեկ պրոցեսի սարքավորումն է ամբողջ ինտեգրալ շղթայի արտադրության գործընթացում: Ֆոտոլիտոգրաֆիկ մեքենայի տեխնիկական մակարդակը ներկայացնում է ամբողջ արտադրական գծի առաջընթացի մակարդակը:
Հետմոտեցման թխում. վերաբերում է բացահայտումից հետո թխելու կարճ գործընթացին, որն ունի այլ ազդեցություն, քան խորը ուլտրամանուշակագույն ֆոտոռեզիստների և սովորական i-line ֆոտոռեզիստների դեպքում:
Խորը ուլտրամանուշակագույն ֆոտոռեզիստենտի համար հետզտման թխումը հեռացնում է ֆոտոռեսիստի պաշտպանիչ բաղադրիչները՝ թույլ տալով, որ ֆոտոդիմացկուն լուծարվի մշակողի մեջ, ուստի անհրաժեշտ է հետազդեցման թխում:
Սովորական i-line ֆոտոռեզիստների համար, հետզտման թխումը կարող է բարելավել ֆոտոռեսիստի կպչունությունը և նվազեցնել կանգուն ալիքները (կանգնած ալիքները բացասաբար կանդրադառնան ֆոտոռեզիստորի եզրային մորֆոլոգիայի վրա):
(4)Կոշտ ֆիլմի մշակումՕգտագործելով ծրագրավորող՝ լուսակայող նյութի լուծվող մասը (դրական ֆոտոռեզիստ) լուծարելու համար և ճշգրիտ ցուցադրելու դիմակի նախշը ֆոտոռեզիստական նախշով:
Մշակման գործընթացի հիմնական պարամետրերը ներառում են մշակման ջերմաստիճանը և ժամանակը, մշակողի չափաբաժինը և կոնցենտրացիան, մաքրումը և այլն: Մշակման մեջ համապատասխան պարամետրերը կարգավորելով, ֆոտոռեսիստի բաց և չբացահայտված մասերի լուծարման արագության տարբերությունը կարող է մեծացվել, դրանով իսկ ձեռք բերելով զարգացման ցանկալի էֆեկտ:
Կարծրացումը հայտնի է նաև որպես կարծրացնող թխում, որը մշակված ֆոտոռեսիստի մեջ մնացած լուծիչի, մշակողի, ջրի և այլ անհարկի մնացորդային բաղադրիչների հեռացման գործընթաց է՝ դրանք տաքացնելով և գոլորշիացնելով, որպեսզի բարելավվի ֆոտոռեզիստենտի կպչունությունը սիլիցիումի սուբստրատին և ֆոտոռեսիստի փորագրման դիմադրությունը:
Պնդացման գործընթացի ջերմաստիճանը տատանվում է կախված տարբեր ֆոտոռեզիստներից և կարծրացման մեթոդներից: Նախադրյալն այն է, որ ֆոտոռեզիստական նախշը չի դեֆորմացվում, և ֆոտոռեզիստը պետք է բավականաչափ ամուր պատրաստվի:
(5)Զարգացման տեսչությունՍա նախատեսված է զարգացումից հետո ֆոտոռեզիստական օրինաչափության թերությունները ստուգելու համար: Սովորաբար, պատկերների ճանաչման տեխնոլոգիան օգտագործվում է մշակումից հետո չիպի նմուշը ավտոմատ կերպով սկանավորելու և այն նախապես պահպանված արատից զերծ ստանդարտ նմուշի հետ համեմատելու համար: Եթե որևէ տարբերություն հայտնաբերվի, ապա այն համարվում է թերի:
Եթե թերությունների թիվը գերազանցում է որոշակի արժեքը, ապա գնահատվում է, որ սիլիկոնային վաֆլի ձախողումը չի կատարվել մշակման թեստում և կարող է ջարդոնացվել կամ վերամշակվել, ինչպես հարկն է:
Ինտեգրված սխեմաների արտադրության գործընթացում գործընթացների մեծ մասն անշրջելի է, և ֆոտոլիտոգրաֆիան այն քիչ գործընթացներից մեկն է, որը կարող է վերամշակվել:
Երեք ֆոտոդիմակ և ֆոտոռեզիստական նյութեր
3.1 Ֆոտոդիմակ
Ֆոտոդիմակը, որը նաև հայտնի է որպես ֆոտոլիտոգրաֆիայի դիմակ, վարպետ է, որն օգտագործվում է ինտեգրալային սխեմաների վաֆլի արտադրության ֆոտոլիտոգրաֆիայի գործընթացում:
Ֆոտոդիմակների պատրաստման գործընթացն այն է, որ վաֆլի արտադրության համար պահանջվող բնօրինակ դասավորության տվյալները, որոնք նախագծված են ինտեգրալ սխեմաների նախագծման ինժեներների կողմից, փոխակերպում են տվյալների ձևաչափի, որը կարող է ճանաչվել լազերային օրինաչափությունների գեներատորների կամ էլեկտրոնային ճառագայթների ազդեցության սարքավորումների կողմից՝ դիմակի տվյալների մշակման միջոցով, որպեսզի այն կարողանա բացահայտվել վերը նշված սարքավորումները լուսազգայուն նյութով պատված ֆոտոդիմակի ենթաշերտի նյութի վրա. այնուհետև այն մշակվում է մի շարք գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են մշակումը և փորագրումը, որպեսզի նախշը ամրացվի հիմքի նյութի վրա. վերջապես, այն ստուգվում, վերանորոգվում, մաքրվում և թաղանթապատվում է դիմակի արտադրանքի ձևավորման համար և առաքվում է ինտեգրալ սխեմաների արտադրողին՝ օգտագործման համար:
3.2 Ֆոտոռեզիստ
Ֆոտոռեզիստը, որը նաև հայտնի է որպես ֆոտոռեզիստ, ֆոտոզգայուն նյութ է: Դրանում պարունակվող լուսազգայուն բաղադրիչները լույսի ճառագայթման տակ ենթարկվելու են քիմիական փոփոխությունների՝ դրանով իսկ առաջացնելով տարրալուծման արագության փոփոխություններ։ Դրա հիմնական գործառույթը դիմակի վրա նախշը փոխանցելն է այնպիսի սուբստրատի, ինչպիսին է վաֆլի:
Ֆոտոռեզիստի աշխատանքի սկզբունքը. Նախ, ֆոտոռեզիստը պատվում է հիմքի վրա և նախապես թխվում՝ լուծիչը հեռացնելու համար;
Երկրորդ, դիմակը ենթարկվում է լույսի, ինչի հետևանքով լուսազգայուն բաղադրիչները ենթարկվում են քիմիական ռեակցիայի.
Այնուհետև կատարվում է հետզտվող թխում.
Վերջապես, ֆոտոռեզիստը մասամբ լուծարվում է զարգացման միջոցով (դրական ֆոտոռեզիստի դեպքում լուծվում է բաց տարածքը, բացասական ֆոտոռեզիստի համար՝ չբացահայտված տարածքը), դրանով իսկ իրականացնելով ինտեգրված սխեմայի օրինաչափության փոխանցումը դիմակից սուբստրատ:
Ֆոտոռեզիստի բաղադրիչները հիմնականում ներառում են թաղանթ ձևավորող խեժ, լուսազգայուն բաղադրիչ, հետքի հավելումներ և լուծիչ:
Դրանց թվում թաղանթ ձևավորող խեժն օգտագործվում է մեխանիկական հատկություններ և փորագրման դիմադրություն ապահովելու համար. լուսազգայուն բաղադրիչը լույսի ներքո ենթարկվում է քիմիական փոփոխությունների՝ առաջացնելով տարրալուծման արագության փոփոխություններ.
Հետագծային հավելումները ներառում են ներկանյութեր, մածուցիկության ուժեղացուցիչներ և այլն, որոնք օգտագործվում են ֆոտոռեսիստների աշխատանքը բարելավելու համար. լուծիչներ օգտագործվում են բաղադրիչները լուծարելու և դրանք հավասարապես խառնելու համար:
Ներկայումս լայն կիրառվող ֆոտոռեզիստները կարելի է բաժանել ավանդական ֆոտոռեզիստների և քիմիապես ուժեղացված ֆոտոռեզիստների՝ ըստ ֆոտոքիմիական ռեակցիայի մեխանիզմի, ինչպես նաև կարելի է բաժանել ուլտրամանուշակագույն, խորը ուլտրամանուշակագույն, ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն, էլեկտրոնային ճառագայթների, իոնային ճառագայթների և ռենտգենյան ֆոտոռեզիստների՝ լուսազգայունության ալիքի երկարությունը.
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի չորս սարքավորումներ
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան անցել է կոնտակտային/մոտակա լիտոգրաֆիայի, օպտիկական պրոյեկցիոն լիտոգրաֆիայի, քայլ ու կրկնվող լիտոգրաֆիայի, սկանավորող լիտոգրաֆիայի, ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի և EUV լիտոգրաֆիայի զարգացման գործընթացով:
4.1 Կոնտակտային/Մոտակա լիտոգրաֆիայի մեքենա
Կոնտակտային լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան հայտնվել է 1960-ական թվականներին և լայնորեն կիրառվել 1970-ականներին։ Այն եղել է հիմնական լիտոգրաֆիայի մեթոդը փոքրածավալ ինտեգրալային սխեմաների դարաշրջանում և հիմնականում օգտագործվել է 5 մկմ-ից ավելի հատկանիշի չափսերով ինտեգրալ սխեմաների արտադրության համար:
Կոնտակտային/մոտակա լիտոգրաֆիայի մեքենայում վաֆլը սովորաբար տեղադրվում է ձեռքով կառավարվող հորիզոնական դիրքի և պտտվող աշխատասեղանի վրա: Օպերատորը օգտագործում է դիսկրետ դաշտային մանրադիտակ՝ դիմակի և վաֆլի դիրքը միաժամանակ դիտարկելու համար, և ձեռքով վերահսկում է աշխատասեղանի դիրքը՝ դիմակն ու վաֆլը հավասարեցնելու համար: Վաֆլի և դիմակի հավասարեցումից հետո երկուսը կսեղմվեն իրար այնպես, որ դիմակն անմիջական շփման մեջ լինի վաֆլի մակերևույթի ֆոտոռեզիստի հետ:
Մանրադիտակի օբյեկտը հեռացնելուց հետո սեղմված վաֆլը և դիմակը տեղափոխվում են մերկացման սեղան՝ մերկացման համար: Սնդիկի լամպի արձակած լույսը ոսպնյակի միջոցով համընկնում և զուգահեռ է դիմակին: Քանի որ դիմակն ուղղակիորեն շփվում է վաֆլի վրա գտնվող ֆոտոռեզիստական շերտի հետ, դիմակի ձևը բացահայտումից հետո փոխանցվում է ֆոտոռեզիստական շերտին 1:1 հարաբերակցությամբ:
Կոնտակտային լիտոգրաֆիայի սարքավորումն ամենապարզ և տնտեսական օպտիկական լիտոգրաֆիայի սարքավորումն է և կարող է հասնել ենթամիկրոնային չափի գրաֆիկայի բացահայտմանը, ուստի այն դեռ օգտագործվում է փոքր խմբաքանակի արտադրանքի արտադրության և լաբորատոր հետազոտության մեջ: Լայնածավալ ինտեգրալ շղթայի արտադրության մեջ ներդրվել է հարևանությամբ լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիա՝ դիմակի և վաֆլի անմիջական շփման հետևանքով առաջացած լիտոգրաֆիայի ծախսերի աճից խուսափելու համար:
Հարևանության լիտոգրաֆիան լայնորեն կիրառվել է 1970-ականներին փոքր մասշտաբի ինտեգրալ սխեմաների և միջին մասշտաբի ինտեգրալ սխեմաների վաղ դարաշրջանում: Ի տարբերություն կոնտակտային լիտոգրաֆիայի, հարևանության լիտոգրաֆիայում դիմակը անմիջական շփման մեջ չէ վաֆլի վրա գտնվող ֆոտոռեզիստի հետ, բայց ազոտով լցված բաց է մնացել: Դիմակը լողում է ազոտի վրա, իսկ դիմակի և վաֆլի միջև եղած բացվածքի չափը որոշվում է ազոտի ճնշմամբ։
Քանի որ վաֆլի և դիմակի միջև անմիջական շփում չկա հարևանության լիտոգրաֆիայում, վիմագրության գործընթացում առաջացած թերությունները կրճատվում են, դրանով իսկ նվազեցնելով դիմակի կորուստը և բարելավելով վաֆլի բերքատվությունը: Հարևանությամբ լիտոգրաֆիայում վաֆլի և դիմակի միջև եղած բացը վաֆրին դնում է Ֆրենելի դիֆրակցիոն շրջանում: Դիֆրակցիայի առկայությունը սահմանափակում է հարևանության լիտոգրաֆիայի սարքավորումների լուծաչափի հետագա բարելավումը, ուստի այս տեխնոլոգիան հիմնականում հարմար է 3 մկմ-ից բարձր առանձնահատկությունների չափսերով ինտեգրալ սխեմաների արտադրության համար:
4.2 Քայլ և կրկնող
Ստեպերը վաֆլի լիտոգրաֆիայի պատմության մեջ ամենակարեւոր սարքավորումներից մեկն է, որը խթանել է ենթամիկրոնային լիտոգրաֆիայի գործընթացը զանգվածային արտադրության մեջ: Ստեպերը օգտագործում է 22 մմ × 22 մմ տիպիկ ստատիկ ազդեցության դաշտ և 5:1 կամ 4:1 կրճատման հարաբերակցությամբ օպտիկական պրոյեկցիոն ոսպնյակ՝ դիմակի վրայի նախշը վաֆլի վրա փոխանցելու համար:
Քայլ և կրկնվող լիտոգրաֆիայի մեքենան ընդհանուր առմամբ կազմված է բացահայտման ենթահամակարգից, աշխատանքային մասի փուլի ենթահամակարգից, դիմակի փուլի ենթահամակարգից, կենտրոնացման/հարթեցման ենթահամակարգից, հավասարեցման ենթահամակարգից, հիմնական շրջանակի ենթահամակարգից, վաֆլի փոխանցման ենթահամակարգից, դիմակ փոխանցման ենթահամակարգից: , էլեկտրոնային ենթահամակարգ և ծրագրային ենթահամակարգ։
Քայլ և կրկնվող լիտոգրաֆիայի մեքենայի բնորոշ աշխատանքային գործընթացը հետևյալն է:
Նախ, ֆոտոռեսիստով պատված վաֆերը տեղափոխվում է աշխատանքային մասի սեղան՝ օգտագործելով վաֆլի փոխանցման ենթահամակարգը, իսկ դիմակը, որը պետք է ենթարկվի, տեղափոխվում է դիմակի սեղան՝ օգտագործելով դիմակ փոխանցման ենթահամակարգը.
Այնուհետև, համակարգը օգտագործում է կենտրոնացման/հարթեցման ենթահամակարգը՝ մշակման մասի բեմի վրա գտնվող վաֆլի վրա բազմակետային բարձրության չափումներ կատարելու համար, որպեսզի ստանա այնպիսի տեղեկատվություն, ինչպիսին է մերկացվող վաֆլի մակերեսի բարձրությունը և թեքության անկյունը, որպեսզի ազդեցության տարածքը Վաֆերը միշտ կարող է կառավարվել պրոյեկցիայի օբյեկտի կիզակետային խորության մեջ բացահայտման գործընթացի ընթացքում.Այնուհետև, համակարգը օգտագործում է հավասարեցման ենթահամակարգը՝ դիմակն ու վաֆլը հավասարեցնելու համար, որպեսզի մերկացման գործընթացում դիմակի պատկերի և վաֆլի ձևաչափի փոխանցման դիրքի ճշգրտությունը միշտ լինի ծածկույթի պահանջների սահմաններում:
Վերջապես, ամբողջ վաֆլի մակերեսի քայլ և բացահայտման գործողությունը ավարտվում է ըստ սահմանված ուղու՝ օրինաչափության փոխանցման ֆունկցիան իրականացնելու համար:
Հետագա ստեպպերի և սկաների լիտոգրաֆիայի մեքենան հիմնված է վերը նշված հիմնական աշխատանքային գործընթացի վրա, որը բարելավում է աստիճանը → սկանավորման ազդեցությունը → մերկացումը և կենտրոնացումը/հարթեցումը → հավասարեցումը → երկաստիճան մոդելի վրա չափման (կենտրոնացում/հարթեցում → հավասարեցում) և սկանավորում։ բացահայտումը զուգահեռ.
Համեմատած քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեքենայի հետ՝ քայլ և կրկնվող լիտոգրաֆիայի մեքենան կարիք չունի դիմակի և վաֆլի համաժամանակյա հակադարձ սկանավորման, և չի պահանջում սկանավորման դիմակների աղյուսակ և համաժամանակյա սկանավորման կառավարման համակարգ: Հետեւաբար, կառուցվածքը համեմատաբար պարզ է, արժեքը համեմատաբար ցածր է, իսկ շահագործումը հուսալի է:
Այն բանից հետո, երբ IC տեխնոլոգիան մտավ 0.25 մկմ, քայլ և կրկնվող լիտոգրաֆիայի կիրառումը սկսեց նվազել՝ կապված սկանավորման դաշտի չափի և ազդեցության միատեսակության մեջ քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի առավելությունների հետ: Ներկայում, Nikon-ի կողմից տրամադրված վերջին քայլ և կրկնվող լիտոգրաֆիան ունի ստատիկ մերկացման տեսադաշտ, նույնքան մեծ, որքան քայլ և սկան լիտոգրաֆիան, և կարող է ժամում մշակել ավելի քան 200 վաֆլի՝ չափազանց բարձր արտադրության արդյունավետությամբ: Այս տեսակի լիտոգրաֆիայի մեքենան ներկայումս հիմնականում օգտագործվում է ոչ կրիտիկական IC շերտերի արտադրության համար:
4.3 Քայլ սկաներ
Step-and-scan լիտոգրաֆիայի կիրառումը սկսվել է 1990-ական թվականներին։ Կազմաձևելով ազդեցության լույսի տարբեր աղբյուրներ՝ քայլ և սկանավորման տեխնոլոգիան կարող է աջակցել գործընթացի տարբեր տեխնոլոգիական հանգույցներին՝ սկսած 365 նմ, 248 նմ, 193 նմ ընկղմամբ մինչև EUV լիտոգրաֆիա: Ի տարբերություն քայլ ու կրկնվող լիտոգրաֆիայի, քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեկ դաշտային բացահայտումն ընդունում է դինամիկ սկանավորում, այսինքն՝ դիմակի ափսեը սկանավորման շարժումն ավարտում է վաֆլի հետ համաժամանակյա։ Ընթացիկ դաշտի բացահայտումն ավարտվելուց հետո վաֆլը տեղափոխվում է աշխատանքային մասի փուլով և անցնում սկանավորման դաշտի հաջորդ դիրքին, և կրկնվող բացահայտումը շարունակվում է. կրկնել քայլը և սկանավորումը մի քանի անգամ, մինչև ամբողջ վաֆլի բոլոր դաշտերը բացահայտվեն:
Կազմաձևելով տարբեր տեսակի լույսի աղբյուրներ (ինչպիսիք են i-line, KrF, ArF), ստեպ-սկաները կարող է աջակցել կիսահաղորդչային առջևի գործընթացի գրեթե բոլոր տեխնոլոգիական հանգույցներին: Տիպիկ սիլիցիումի վրա հիմնված CMOS պրոցեսները ընդունել են ստեպ-սկաներներ մեծ քանակությամբ՝ սկսած 0,18 մկմ հանգույցից; ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն (EUV) լիտոգրաֆիայի մեքենաները, որոնք ներկայումս օգտագործվում են 7 նմ-ից ցածր տեխնոլոգիական հանգույցներում, նույնպես օգտագործում են ստեպ-սկանավորում: Մասնակի ադապտիվ մոդիֆիկացիայից հետո ստեպեր-սկաները կարող է նաև աջակցել ոչ սիլիցիումի վրա հիմնված բազմաթիվ պրոցեսների հետազոտմանը և մշակմանը և արտադրությանը, ինչպիսիք են MEMS-ը, էներգիայի սարքերը և ՌԴ սարքերը:
Քայլ և սկան պրոյեկցիոն լիտոգրաֆիայի մեքենաների հիմնական արտադրողներն են ASML (Նիդեռլանդներ), Nikon (Ճապոնիա), Canon (Ճապոնիա) և SMEE (Չինաստան): ASML-ը գործարկել է TWINSCAN քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեքենաների շարքը 2001 թվականին: Այն ընդունում է երկաստիճան համակարգի ճարտարապետություն, որը կարող է արդյունավետորեն բարելավել սարքավորումների ելքային արագությունը և դարձել է ամենաշատ օգտագործվող բարձրակարգ լիտոգրաֆիայի մեքենան:
4.4 Սուզվող լիտոգրաֆիա
Ռեյլի բանաձևից երևում է, որ երբ ազդեցության ալիքի երկարությունը մնում է անփոփոխ, պատկերի լուծաչափի հետագա բարելավման արդյունավետ միջոց է պատկերային համակարգի թվային բացվածքի ավելացումը: 45 նմ և ավելի ցածր լուծաչափերի դեպքում ArF չոր ազդեցության մեթոդն այլևս չի կարող բավարարել պահանջները (քանի որ այն ապահովում է 65 նմ առավելագույն թույլատրելիություն), ուստի անհրաժեշտ է ներդնել ընկղմված լիտոգրաֆիայի մեթոդ: Ավանդական լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիայում ոսպնյակի և ֆոտոռեզիստորի միջև միջավայրը օդն է, մինչդեռ ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան օդային միջավայրը փոխարինում է հեղուկով (սովորաբար գերմաքուր ջուր՝ բեկման ինդեքսով 1,44)։
Իրականում, ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան օգտագործում է լույսի աղբյուրի ալիքի երկարության կրճատումը հեղուկ միջավայրի միջով լույսի անցնելուց հետո՝ լուծումը բարելավելու համար, իսկ կրճատման հարաբերակցությունը հեղուկ միջավայրի բեկման ինդեքսն է: Չնայած սուզվող լիտոգրաֆիայի մեքենան քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեքենայի տեսակ է, և դրա սարքավորումների համակարգի լուծումը չի փոխվել, այն ArF քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեքենայի փոփոխություն և ընդլայնում է՝ կապված հիմնական տեխնոլոգիաների ներդրման հետ: ընկղմվել.
Ընկղման լիտոգրաֆիայի առավելությունն այն է, որ համակարգի թվային բացվածքի ավելացման շնորհիվ բարելավվել է ստեպ-սկաներ լիտոգրաֆիայի մեքենայի պատկերի լուծման հնարավորությունը, որը կարող է բավարարել 45 նմ-ից ցածր պատկերի լուծման գործընթացի պահանջները:
Քանի որ ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի մեքենան դեռ օգտագործում է ArF լույսի աղբյուր, գործընթացի շարունակականությունը երաշխավորված է՝ խնայելով լույսի աղբյուրի, սարքավորումների և գործընթացի R&D ծախսերը: Այս հիման վրա, բազմակի գրաֆիկայի և հաշվողական լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիայի հետ զուգակցված, ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի մեքենան կարող է օգտագործվել 22 նմ և ցածր տեխնոլոգիական հանգույցներում: Մինչ EUV լիտոգրաֆիայի մեքենան պաշտոնապես կներդրվեր զանգվածային արտադրության, ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի մեքենան լայնորեն օգտագործվում էր և կարող էր բավարարել 7 նմ հանգույցի գործընթացի պահանջները: Այնուամենայնիվ, ընկղմամբ հեղուկի ներդրման շնորհիվ զգալիորեն ավելացել է սարքավորման ինժեներական դժվարությունը:
Նրա հիմնական տեխնոլոգիաները ներառում են ընկղմամբ հեղուկի մատակարարման և վերականգնման տեխնոլոգիա, ընկղմամբ հեղուկ դաշտի պահպանման տեխնոլոգիա, ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի աղտոտման և թերությունների վերահսկման տեխնոլոգիա, չափազանց մեծ թվային բացվածքով ընկղման պրոյեկցիոն ոսպնյակների մշակում և սպասարկում, և պատկերի որակի հայտնաբերման տեխնոլոգիա՝ ընկղմման պայմաններում:
Ներկայումս առևտրային ArFi քայլ և սկան լիտոգրաֆիայի մեքենաները հիմնականում տրամադրվում են երկու ընկերությունների կողմից՝ Նիդեռլանդների ASML և ճապոնական Nikon-ի կողմից: Դրանց թվում մեկ ASML NXT1980 Di-ի գինը մոտ 80 միլիոն եվրո է։
4.4 Ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լիտոգրաֆիայի մեքենա
Ֆոտոլիտոգրաֆիայի լուծաչափը բարելավելու համար էքսիմերային լույսի աղբյուրի ընդունումից հետո բացահայտման ալիքի երկարությունը ավելի է կրճատվում, և որպես ազդեցության լույսի աղբյուր է ներկայացվում ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսը 10-ից 14 նմ ալիքի երկարությամբ: Ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսի ալիքի երկարությունը չափազանց կարճ է, և ռեֆլեկտիվ օպտիկական համակարգը, որը կարող է օգտագործվել, սովորաբար կազմված է բազմաշերտ թաղանթային ռեֆլեկտորներից, ինչպիսիք են Mo/Si կամ Mo/Be:
Դրանց թվում, Mo/Si բազմաշերտ թաղանթի տեսական առավելագույն արտացոլումը 13,0-ից 13,5 նմ ալիքի երկարության միջակայքում կազմում է մոտ 70%, իսկ Mo/Be բազմաշերտ թաղանթի տեսական առավելագույն արտացոլումը 11,1 նմ ավելի կարճ ալիքի երկարության դեպքում մոտ 80% է։ Թեև Mo/Be բազմաշերտ թաղանթային ռեֆլեկտորների ռեֆլեկտիվությունը ավելի բարձր է, բայց Be-ն շատ թունավոր է, ուստի նման նյութերի հետազոտությունը լքվեց EUV լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան մշակելիս:Ներկայիս EUV լիտոգրաֆիայի տեխնոլոգիան օգտագործում է Mo/Si բազմաշերտ թաղանթ, և դրա ազդեցության ալիքի երկարությունը նույնպես որոշված է 13,5 նմ:
Ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսի հիմնական աղբյուրը օգտագործում է լազերային արտադրված պլազմայի (LPP) տեխնոլոգիա, որն օգտագործում է բարձր ինտենսիվության լազերներ՝ տաք հալված Sn պլազման լույս արձակելու համար: Երկար ժամանակ լույսի աղբյուրի հզորությունն ու հասանելիությունը հանդիսանում էին EUV լիտոգրաֆիայի մեքենաների արդյունավետությունը սահմանափակող խոչընդոտները: Հիմնական տատանվող հզորության ուժեղացուցիչի, կանխատեսող պլազմայի (PP) տեխնոլոգիայի և տեղում հավաքող հայելիների մաքրման տեխնոլոգիայի միջոցով զգալիորեն բարելավվել է EUV լույսի աղբյուրների հզորությունն ու կայունությունը:
EUV լիտոգրաֆիայի մեքենան հիմնականում բաղկացած է ենթահամակարգերից, ինչպիսիք են լույսի աղբյուրը, լուսավորությունը, օբյեկտիվ ոսպնյակը, աշխատանքային մասի փուլը, դիմակի փուլը, վաֆլի հավասարեցումը, կենտրոնացումը/հարթեցումը, դիմակի փոխանցումը, վաֆլի փոխանցումը և վակուումային շրջանակը: Բազմաշերտ պատված ռեֆլեկտորներից կազմված լուսավորության համակարգով անցնելուց հետո ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսը ճառագայթվում է ռեֆլեկտիվ դիմակի վրա: Դիմակի կողմից արտացոլված լույսը մտնում է մի շարք ռեֆլեկտորներից կազմված օպտիկական ամբողջական արտացոլման պատկերման համակարգ, և վերջապես դիմակի արտացոլված պատկերը նախագծվում է վաֆլի մակերեսին վակուումային միջավայրում:
EUV լիտոգրաֆիայի մեքենայի ազդեցության տեսադաշտը և պատկերային տեսադաշտը երկուսն էլ աղեղաձև են, և քայլ առ քայլ սկանավորման մեթոդը օգտագործվում է վաֆլի ամբողջական բացահայտման հասնելու համար՝ ելքային արագությունը բարելավելու համար: ASML-ի ամենաառաջադեմ NXE սերիայի EUV լիտոգրաֆիայի մեքենան օգտագործում է լուսային ճառագայթման աղբյուր 13,5 նմ ալիքի երկարությամբ, ռեֆլեկտիվ դիմակ (6° թեք անկում), 4 անգամ կրճատման ռեֆլեկտիվ պրոյեկցիայի օբյեկտի համակարգ՝ 6 հայելի կառուցվածքով (NA=0,33), 26 մմ × 33 մմ տեսադաշտի սկանավորում և վակուումային ազդեցության միջավայր:
Համեմատած ընկղմամբ լիտոգրաֆիայի մեքենաների հետ՝ ծայրահեղ ուլտրամանուշակագույն լույսի աղբյուրներ օգտագործող EUV լիտոգրաֆիայի մեքենաների մեկ բացահայտումը զգալիորեն բարելավվել է, ինչը կարող է արդյունավետորեն խուսափել բարդ գործընթացից, որը պահանջվում է բազմակի ֆոտոլիտոգրաֆիայի համար՝ բարձրորակ գրաֆիկա ձևավորելու համար: Ներկայումս 0,33 թվային բացվածքով NXE 3400B լիտոգրաֆիայի մեքենայի մեկ բացահայտումը հասնում է 13 նմ-ի, իսկ թողարկման արագությունը հասնում է 125 հատ/ժ-ի:
Մուրի օրենքի հետագա ընդլայնման կարիքները բավարարելու համար, ապագայում EUV լիտոգրաֆիայի մեքենաները 0,5 թվային բացվածքով կընդունեն պրոյեկցիոն օբյեկտի համակարգ՝ կենտրոնական լույսի արգելափակմամբ՝ օգտագործելով 0,25 անգամ/0,125 անգամ ասիմետրիկ խոշորացում, և սկանավորման ճառագայթման տեսադաշտը կնվազի 26մ × 33 մմ-ից մինչև 26 մմ × 16,5 մմ, իսկ մեկ լուսարձակման թույլտվությունը կարող է հասնել 8 նմ-ից ցածր:
—————————————————————————————————————————————————————————————————— ————————————
Semicera-ն կարող է ապահովելգրաֆիտի մասեր, փափուկ/կոշտ զգացողություն, սիլիցիումի կարբիդի մասեր, CVD սիլիցիումի կարբիդի մասեր, ևSiC/TaC պատված մասերամբողջական կիսահաղորդչային պրոցեսով 30 օրում։
Եթե դուք հետաքրքրված եք վերը նշված կիսահաղորդչային արտադրանքներով,խնդրում ենք մի հապաղեք կապվել մեզ հետ առաջին անգամ:
Հեռ՝ +86-13373889683
WhatsAPP՝ +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
Հրապարակման ժամանակը՝ օգոստոսի 31-2024