浸没式光刻技术所面临的挑战主要有:如何解决曝光中产生的气泡和污染等缺陷的问题;研发和水具有良好的兼容性且折射率大于1.8的光刻胶的问题;研发折射率较大的光学镜头材料和浸没液体材料;以 及 有 效 数 值 孔 径NA值 的 拓 展 等 问题。针 对 这 些 难 题 挑 战,国 内 外 学 者 以 及ASML,Nikon和IBM等公 司已 经 做 了 相 关 研 究并提出相应的对策。浸没式光刻机将朝着更高数值孔径发展,以满足更小光刻线宽的要求。 [1]提高光刻技术分辨率的传统方法是增大镜头的NA或缩 短 波 长,通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 缩 短 波长。方法:湿法清洗+去离子水冲洗+脱水烘焙(热板150~250C,1~2分钟,氮气保护)。张家港常见光刻系统选择
浸没式光刻机是通过在物镜与晶圆之间注入超纯水,等效缩短光源波长并提升数值孔径,从而实现更高分辨率的半导体制造**设备。2024年9月工信部文件显示,国产氟化氩浸没式光刻机套刻精度已达到≤8nm水平。该技术研发涉及浸液系统、光学控制等多项复杂工艺,林本坚团队在浸液系统领域取得关键突破。目前国产ArF光刻机在成熟制程(如28nm)上有应用潜力,但与ASML同类产品仍存在代差 [1]。通过浸液系统在物镜和晶圆之间填充超纯水,将193nm的氟化氩激光等效缩短为134nm波长,同时将数值孔径提升至1.35以上,***增强光刻分辨率 [1]。该技术相比干式光刻机,可突破物理衍射极限。张家港常见光刻系统选择光刻是平面型晶体管和集成电路生产中的一个主要工艺。
目 前EUV技 术 采 用 的 曝 光 波 长 为13.5nm,由于其具有如此短的波长,所有光刻中不需要再使用光学邻近效应校正(OPC)技术,因而它可以把光刻技术扩展到32nm以下技术节点。2009年9月Intel*** 次 向 世 人 展 示 了22 nm工艺晶圆,称继续使用193nm浸没式光刻技术,并规 划 与EUV及EBL曝 光 技 术 相 配 合,使193nm浸没式光刻技术延伸到15和11nm工艺节点。 [1]电子束光刻技术是利用电子枪所产生的电子束,通过电子光柱的各极电磁透镜聚焦、对中、各种象差的校正、电子束斑调整、电子束流调整、电子束曝光对准标记检测、电子束偏转校正、电子扫描场畸变校正等一系列调整,***通过扫描透镜根据电子束曝光程序的安排,在涂布有电子抗蚀剂(光刻胶)的基片表面上扫描写出所需要的图形。
所有实际电子束曝光、显影后图形的边缘要往外扩展,这就是所谓的“电子束邻近效应。同时,半导体基片上如果有绝缘的介质膜,电子通过它时也会产生一定量的电荷积累,这些积累的电荷同样会排斥后续曝光的电子,产生偏移,而不导电的绝缘体(如玻璃片)肯定不能采用电子束曝光。还有空间交变磁场、实验室温度变化等都会引起电子束曝光产生“漂移”现象。因此,即使拥有2nm电子束斑的曝 光 系统,要曝光出50nm以下的图形结构也不容易。麻省理工学院(MIT)已经采用的电子束光刻技术分辨率将推进到9nm。电子束直写光刻可以不需要工作原理是通过光源、照明系统和投影物镜将掩模图案转移至硅片,实现纳米级曝光精度 [6-7]。
EUV光刻采用波长为10-14纳米的极紫外光作为光源,可使曝光波长一下子降到13.5nm,它能够把光刻技术扩展到32nm以下的特征尺寸。根据瑞利公式(分辨率=k1·λ/NA),这么短的波长可以提供极高的光刻分辨率。换个角度讲,使用193i与EUV光刻机曝同一个图形,EUV的工艺的k1因子要比193i大。k1越大对应的光刻工艺就越容易;k1的极限是0.25,小于0.25的光刻工艺是不可能的。从32nm半周期节点开始(对应20nm逻辑节点),即使使用1.35NA的193nm浸没式光刻机,k1因子也小于0.25。一次曝光无法分辨32nm半周期的图形,必须使用双重光刻技术。使用0.32NA的EUV光刻,即使是11nm半周期的图形,k1仍然可以大于0.25。曝光出来的图形与掩膜板上的图形分辨率相当,设备简单。徐州比较好的光刻系统批量定制
方法:a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积,200~250C,30秒钟;张家港常见光刻系统选择
光致抗蚀剂,简称光刻胶或抗蚀剂,指光照后能改变抗蚀能力的高分子化合物。光蚀剂分为两大类。①正性光致抗蚀剂:受光照部分发生降解反应而能为显影液所溶解。留下的非曝光部分的图形与掩模版一致。正性抗蚀剂具有分辨率高、对驻波效应不敏感、曝光容限大、***密度低和无毒性等优点,适合于高集成度器件的生产。②负性光致抗蚀剂:受光照部分产生交链反应而成为不溶物,非曝光部分被显影液溶解,获得的图形与掩模版图形互补。负性抗蚀剂的附着力强、灵敏度高、显影条件要求不严,适于低集成度的器件的生产。张家港常见光刻系统选择
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