半导体工艺之十步图案化(十八)

文摘   2024-09-22 07:02   北京  


曝光后烘烤


驻波是与光曝光和正性光刻胶相关的一个问题(见后续章节中详细介绍)。最小化驻波效应的一种技术是在曝光后烘烤晶圆。烘烤方法可以是前面描述的任何一种。曝光后烘烤(PEB)的时间-温度规格是烘烤方法、曝光条件和光刻胶化学的函数。


电子束对准器


电子束光刻是一种成熟的技术,用于生产高质量的掩膜和光罩(见下图所示)。该系统由一个电子源组成,该电子源产生一个小直径的点,以及一个“掩蔽器”,能够控制电子束的开启和关闭。曝光必须在真空中进行,以防止空气分子干扰电子束。电子束通过静电板,这些板能够将电子束在掩膜、光罩或晶圆上的x-y方向上进行导向(或操纵)。这个系统在功能上类似于电视的光束导向机构。精确导向光束需要光束在真空室内行进,其中包括电子束源、支撑机构和正在曝光的基板。

由于所需的图案是由计算机生成的,因此没有掩膜。光束通过偏转子系统被导向到表面上的特定位置,并在需要曝光的抗蚀剂处打开。较大的基板安装在x-y工作台上,并在光束下移动以实现整个表面曝光。这种对准和曝光技术称为直接写入。

图案通过光栅扫描或矢量扫描在抗蚀剂中曝光(见下图所示)。

光栅扫描是电子束在晶圆上左右移动的过程。计算机控制移动并激活在需要曝光的区域的掩蔽器。光栅扫描的一个缺点是光束扫描所需的时间,因为它必须遍历整个表面。在矢量扫描中,光束直接移动到需要曝光的区域(见上面图中所示)。在每个位置,曝光小的正方形或矩形区域,构建起所需的曝光区域形状。


混合对准器


小尺寸成像成本高昂。幸运的是,只有某些产品掩膜层足够关键,需要使用先进的成像技术。对于先进的电路,可能有50%的层并不关键。

其他不太关键的层可以使用更成熟的技术进行成像,如投影扫描仪或较便宜的步进器。混合和匹配可能成为使用X射线或电子束技术的工厂操作的一个特点。


先进光刻技术


行业正沿着摩尔定律向5纳米模式的近期未来迈进。后面的章节中描述的基本过程不足以生产远低于200纳米模式的特征尺寸。要超越这一里程碑,需要对基本过程进行一系列的改进。

它们包括新的抗蚀剂、新的曝光源、改进的掩膜等,如后面章节所述。

本章内容到这里就讲完了,大家可以对照下面内容进行回顾:

显示基本十步光刻掩膜过程的晶圆横截面图。

解释正性和负性光刻胶对光的反应。

描述生产晶圆表面层中的孔和岛所需的正确抗蚀剂和掩膜极性。

列出十步基本步骤中每个步骤的主要过程选项。

从目标4的列表中选择用于图案化微米和亚微米尺寸特征的过程。

描述双掩膜、多层抗蚀剂处理和平面化技术的需求以及所使用的过程步骤。

解释在“小”特征尺寸的图案化中使用抗反射涂层和对比度增强的使用。

列出用于对准和曝光的光学和非光学方法。

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