סקירה אחת
בתהליך ייצור מעגלים משולבים, פוטוליתוגרפיה היא תהליך הליבה הקובע את רמת האינטגרציה של מעגלים משולבים. תפקידו של תהליך זה הוא לשדר ולהעביר נאמנה את המידע הגרפי של המעגל מהמסכה (המכונה גם המסכה) למצע החומר המוליך למחצה.
העיקרון הבסיסי של תהליך הפוטוליתוגרפיה הוא ניצול התגובה הפוטוכימית של הפוטו-רזיסט המצופה על פני המצע כדי להקליט את תבנית המעגל על המסכה, ובכך להשיג את המטרה של העברת תבנית המעגל המשולב מהתכנון למצע.
התהליך הבסיסי של פוטוליטוגרפיה:
ראשית, photoresist מוחל על משטח המצע באמצעות מכונת ציפוי;
לאחר מכן, נעשה שימוש במכונת פוטוליטוגרפיה כדי לחשוף את המצע המצופה בפוטו-רזיסט, ומנגנון התגובה הפוטוכימית משמש כדי להקליט את מידע דפוס המסכה המועבר על ידי מכונת הפוטוליתוגרפיה, ומשלים את שידור הנאמנות, העברה ושכפול של דפוס המסכה למצע;
לבסוף, מפתחים משמשים לפיתוח המצע החשוף כדי להסיר (או לשמור) את הפוטו-רזיסט שעובר תגובה פוטוכימית לאחר החשיפה.
תהליך פוטוליתוגרפיה שני
על מנת להעביר את תבנית המעגל המתוכננת על המסכה אל פרוסת הסיליקון, יש לבצע תחילה את ההעברה באמצעות תהליך חשיפה, ולאחר מכן יש להשיג את תבנית הסיליקון באמצעות תהליך תחריט.
מכיוון שהארת אזור תהליך הפוטוליתוגרפיה משתמשת במקור אור צהוב שאליו חומרים רגישים לאור אינם רגישים, היא נקראת גם אזור האור הצהוב.
פוטוליתוגרפיה שימשה לראשונה בתעשיית הדפוס והייתה הטכנולוגיה העיקרית לייצור PCB מוקדם. מאז שנות ה-50, פוטוליתוגרפיה הפכה בהדרגה לטכנולוגיה המרכזית להעברת דפוסים בייצור IC.
האינדיקטורים העיקריים של תהליך הליטוגרפיה כוללים רזולוציה, רגישות, דיוק שכבת-על, שיעור פגמים וכו'.
החומר הקריטי ביותר בתהליך הפוטוליתוגרפיה הוא הפוטו-רזיסט, שהוא חומר רגיש לאור. מכיוון שהרגישות של הפוטו-רזיסט תלויה באורך הגל של מקור האור, נדרשים חומרים פוטו-רזיסטים שונים לתהליכי פוטוליתוגרפיה כגון קו g/i, 248nm KrF ו-193nm ArF.
התהליך העיקרי של תהליך פוטוליתוגרפי טיפוסי כולל חמישה שלבים:
-הכנת סרט בסיס;
-להחיל photoresist ואפייה רכה;
-יישור, חשיפה ואפייה לאחר חשיפה;
-פיתוח סרט קשיח;
-זיהוי התפתחות.
(1)הכנת סרט בסיס: בעיקר ניקוי והתייבשות. מכיוון שכל מזהמים יחלישו את ההדבקה בין הפוטו-רזיסט לפרוסת, ניקוי יסודי יכול לשפר את ההידבקות בין ה-פוטו-רזיסט ל-photoresist.
(2)ציפוי פוטו רזיסט: זה מושג על ידי סיבוב פרוסת הסיליקון. פוטו-רזיסטים שונים דורשים פרמטרים שונים של תהליך ציפוי, כולל מהירות סיבוב, עובי photoresist וטמפרטורה.
אפייה רכה: אפייה יכולה לשפר את ההדבקה בין הפוטו-רזיסט לפריסת הסיליקון, כמו גם את אחידות עובי הפוטו-רזיסט, מה שמועיל לשליטה מדויקת במידות הגיאומטריות של תהליך התחריט שלאחר מכן.
(3)יישור וחשיפה: יישור וחשיפה הם השלבים החשובים ביותר בתהליך הפוטוליתוגרפיה. הם מתייחסים ליישור תבנית המסכה עם התבנית הקיימת על גבי הוואפר (או תבנית השכבה הקדמית), ולאחר מכן הקרנתה באור ספציפי. אנרגיית האור מפעילה את הרכיבים הרגישים לאור בפוטו-רזיסט, ובכך מעבירה את תבנית המסכה ל-photoresist.
הציוד המשמש ליישור וחשיפה הוא מכונת פוטוליתוגרפיה, שהיא הציוד הבודד היקר ביותר בכל תהליך ייצור המעגלים המשולבים. הרמה הטכנית של מכונת הפוטוליתוגרפיה מייצגת את רמת ההתקדמות של כל קו הייצור.
אפייה לאחר חשיפה: מתייחסת לתהליך אפייה קצר לאחר החשיפה, בעל אפקט שונה מאשר בפוטורסיסטים אולטרה סגולים עמוקים ופוטורסיסטים רגילים של i-line.
עבור photoresist עמוק אולטרה סגול, אפייה לאחר חשיפה מסירה את רכיבי ההגנה בפוטורסיסט, ומאפשרת לפוטורסיסט להתמוסס במפתח, ולכן יש צורך באפייה לאחר החשיפה;
עבור פוטורסיסטים רגילים של i-line, אפייה לאחר חשיפה יכולה לשפר את ההידבקות של הפוטו-רזיסט ולהפחית גלים עומדים (לגלים עומדים תהיה השפעה שלילית על מורפולוגיית הקצה של הפוטורסיסט).
(4)פיתוח הסרט הקשה: שימוש במפתח כדי להמיס את החלק המסיס של הפוטו-רזיסט (פוטו-רזיסט חיובי) לאחר החשיפה, ולהציג במדויק את תבנית המסכה עם תבנית הפוטו-רזיסט.
הפרמטרים המרכזיים של תהליך הפיתוח כוללים טמפרטורת וזמן הפיתוח, מינון וריכוז מפתחים, ניקוי וכו'. על ידי התאמת הפרמטרים הרלוונטיים בפיתוח, ניתן להגדיל את ההבדל בקצב ההמסה בין החלקים החשופים והלא חשופים של הפוטו-רזיסט, ובכך השגת אפקט הפיתוח הרצוי.
התקשות ידועה גם בשם אפייה מתקשה, שהיא תהליך של הסרת הממס, המפתח, המים ושאר שאר הרכיבים המיותרים בפוטו-רזיסט המפותח על ידי חימום ואידוי שלהם, כדי לשפר את ההידבקות של הפוטורסיסט למצע הסיליקון. ההתנגדות לחריטה של הפוטו-רזיסט.
טמפרטורת תהליך ההתקשות משתנה בהתאם לפוטו-רזיסטים השונים ולשיטות ההתקשות. הנחת היסוד היא שתבנית הפוטו-רזיסט אינה מתעוותת ויש להפוך את הפוטו-רזיסט לקשה מספיק.
(5)בדיקת פיתוח: זה כדי לבדוק אם יש פגמים בתבנית הפוטו-רזיסט לאחר הפיתוח. בדרך כלל, טכנולוגיית זיהוי תמונה משמשת לסריקה אוטומטית של תבנית השבב לאחר הפיתוח ולהשוואה עם התבנית הסטנדרטית נטולת הפגמים המאוחסנת מראש. אם נמצא הבדל כלשהו, הוא נחשב לפגום.
אם מספר הפגמים עולה על ערך מסוים, רקיקת הסיליקון נחשבת ככזו שנכשלה במבחן הפיתוח וניתן לבטלה או לעבד אותה מחדש בהתאם לצורך.
בתהליך ייצור המעגלים המשולבים, רוב התהליכים הם בלתי הפיכים, ופוטוליתוגרפיה היא אחד התהליכים הבודדים שניתן לעבד מחדש.
שלוש מסכות פוטו וחומרי פוטו-רזיסט
3.1 פוטומסק
פוטומסכת, הידועה גם כמסכת פוטוליטוגרפיה, היא מאסטר המשמש בתהליך הפוטוליתוגרפיה של ייצור פרוסות מעגלים משולבים.
תהליך ייצור הפוטומסק נועד להמיר את נתוני הפריסה המקוריים הנדרשים לייצור פרוסות שתוכננו על ידי מהנדסי תכנון מעגלים משולבים לפורמט נתונים שניתן לזהות על ידי מחוללי דפוסי לייזר או ציוד חשיפה לקרן אלקטרונים באמצעות עיבוד נתוני מסכה, כך שניתן יהיה לחשוף אותו על ידי הציוד הנ"ל על חומר מצע הפוטומסק המצופה בחומר רגיש לאור; לאחר מכן הוא מעובד באמצעות סדרה של תהליכים כגון פיתוח ותחריט כדי לקבע את התבנית על חומר המצע; לבסוף, היא נבדקת, מתוקנת, מנוקה ומודבקת בסרט ליצירת מוצר מסכה ומועברת ליצרן המעגלים המשולבים לשימוש.
3.2 Photoresist
Photoresist, הידוע גם בשם photoresist, הוא חומר רגיש לאור. הרכיבים הרגישים לאור שבו יעברו שינויים כימיים בהקרנת האור, ובכך יגרמו לשינויים בקצב הפירוק. תפקידו העיקרי הוא להעביר את התבנית על המסכה למצע כמו רקיק.
עקרון העבודה של photoresist: ראשית, photoresist מצופה על המצע ואפוי מראש כדי להסיר את הממס;
שנית, המסכה נחשפת לאור, מה שגורם לרכיבים הרגישים לאור בחלק החשוף לעבור תגובה כימית;
לאחר מכן, אפייה לאחר החשיפה מתבצעת;
לבסוף, הפוטו-רזיסט מומס באופן חלקי באמצעות פיתוח (עבור פוטו-רזיסט חיובי, האזור החשוף מומס; עבור פוטו-רזיסט שלילי, האזור הלא-נחשף מומס), ובכך מממשים את העברת תבנית המעגל המשולב מהמסכה אל המצע.
מרכיבי הפוטו-רזיסט כוללים בעיקר שרף יוצר סרטים, רכיבים רגישים לאור, תוספים עקבות וממס.
ביניהם, שרף יצירת הסרט משמש לספק תכונות מכניות ועמידות לחריטה; הרכיב הרגיש לאור עובר שינויים כימיים תחת אור, מה שגורם לשינויים בקצב הפירוק;
תוספים עקבות כוללים צבעים, משפרי צמיגות וכו ', המשמשים לשיפור הביצועים של photoresist; ממיסים משמשים כדי להמיס את הרכיבים ולערבב אותם באופן שווה.
ניתן לחלק את הפוטו-רזיסטים הנמצאים כיום בשימוש נרחב לפוטורסיסטים מסורתיים ולפוטו-רזיסטים מוגברים כימית על פי מנגנון התגובה הפוטוכימית, וניתן לחלקם גם לפוטורסיסטים אולטרה סגול, אולטרה סגול עמוק, אולטרה סגול קיצוני, קרן אלקטרונים, קרן יונים וקרני רנטגן על פי אורך גל רגישות לאור.
ארבעה ציוד פוטוליתוגרפיה
טכנולוגיית הפוטוליתוגרפיה עברה את תהליך הפיתוח של ליטוגרפיית מגע/קרבה, ליתוגרפיה הקרנה אופטית, ליתוגרפיה של צעד וחזרה, ליטוגרפיה סריקה, ליטוגרפיה טבילה וליטוגרפיה EUV.
4.1 מכונת ליטוגרפיה למגע/קרבה
טכנולוגיית ליטוגרפיית מגע הופיעה בשנות ה-60 והייתה בשימוש נרחב בשנות ה-70. זו הייתה שיטת הליטוגרפיה העיקרית בעידן המעגלים המשולבים בקנה מידה קטן ושימשה בעיקר לייצור מעגלים משולבים בעלי גודל תכונה גדול מ-5 מיקרומטר.
במכונת ליטוגרפיית מגע/קרבה, הפרוסים מונחים בדרך כלל על מיקום אופקי נשלט ידנית ושולחן עבודה מסתובב. המפעיל משתמש במיקרוסקופ שדה בדיד כדי לצפות בו-זמנית במיקום המסכה והוופל, ושולט באופן ידני על מיקום שולחן העבודה כדי ליישר את המסכה והוופל. לאחר יישור הוופר והמסכה, השניים יילחצו יחד כך שהמסכה תהיה במגע ישיר עם הפוטו-רזיסט על פני הוופל.
לאחר הסרת מטרת המיקרוסקופ, הפרוסה והמסכה הדחוסים מועברים לשולחן החשיפה לחשיפה. האור הנפלט על ידי מנורת הכספית מאוגד ומקביל למסכה דרך עדשה. מכיוון שהמסכה נמצאת במגע ישיר עם שכבת הפוטו-רזיסט שעל גבי הוואפר, תבנית המסכה מועברת לשכבת הפוטורסיסט ביחס של 1:1 לאחר החשיפה.
ציוד ליטוגרפיה מגע הוא ציוד הליטוגרפיה האופטי הפשוט והחסכוני ביותר, ויכול להשיג חשיפה של גרפיקה בגודל תת-מיקרון, כך שהוא עדיין בשימוש בייצור מוצרים באצווה קטנה ובמחקר מעבדה. בייצור מעגלים משולבים בקנה מידה גדול, הוצגה טכנולוגיית ליטוגרפיה מקרבת כדי למנוע את העלייה בעלויות הליתוגרפיה הנגרמת ממגע ישיר בין המסכה לפרוסה.
ליטוגרפיית קרבה הייתה בשימוש נרחב בשנות ה-70 בעידן של מעגלים משולבים בקנה מידה קטן והעידן המוקדם של מעגלים משולבים בקנה מידה בינוני. שלא כמו ליטוגרפיית מגע, המסכה בליטוגרפיה מקרבת אינה במגע ישיר עם הפוטו-רזיסט שעל הפרוסה, אלא נותר רווח מלא בחנקן. המסכה צפה על החנקן, וגודל הרווח בין המסכה לפרוסה נקבע על פי לחץ החנקן.
מכיוון שאין מגע ישיר בין הוופר למסכה בליטוגרפיה מקרבת, הפגמים המוכנסים במהלך תהליך הליטוגרפיה מצטמצמים, ובכך מפחיתים את אובדן המסכה ומשפרים את תפוקת הפרוסים. בליטוגרפיה מקרבת, הפער בין הפרוסה למסכה מכניס את הפרוסה לאזור עקיפה של פרנל. הנוכחות של עקיפה מגבילה את השיפור הנוסף של הרזולוציה של ציוד ליתוגרפיה מקרבת, ולכן טכנולוגיה זו מתאימה בעיקר לייצור מעגלים משולבים עם גדלי תכונה מעל 3μm.
4.2 צעד ורפיטר
הסטפר הוא אחד הציוד החשובים ביותר בהיסטוריה של ליתוגרפיית פרוסות, אשר קידם את תהליך הליטוגרפיה תת-מיקרון לייצור המוני. הסטפר משתמש בשדה חשיפה סטטי טיפוסי של 22 מ"מ × 22 מ"מ ועדשת הקרנה אופטית עם יחס הפחתה של 5:1 או 4:1 כדי להעביר את התבנית על המסכה אל ה-Wfer.
מכונת הליטוגרפיה של צעד וחזרה מורכבת בדרך כלל מתת-מערכת חשיפה, תת-מערכת בשלבי חומר, תת-מערכת בשלבי מסכה, תת-מערכת מיקוד/פילוס, תת-מערכת יישור, תת-מערכת של מסגרת ראשית, תת-מערכת להעברת רקיק, תת-מערכת להעברת מסיכה. , תת-מערכת אלקטרונית ותת-מערכת תוכנה.
תהליך העבודה האופייני של מכונת ליטוגרפיה של צעד וחוזר הוא כדלקמן:
ראשית, הפרוסה המצופה בפוטו-רזיסט מועברת לשולחן העבודה על ידי שימוש בתת-מערכת העברת הפרוסים, והמסכה להיחשף מועברת לשולחן המסכה באמצעות תת-המערכת להעברת המסכה;
לאחר מכן, המערכת משתמשת בתת-מערכת המיקוד/פילוס על מנת לבצע מדידת גובה רב-נקודתית על הוואפר על שלב היצירה כדי לקבל מידע כגון הגובה וזווית ההטיה של פני השטח של ה-Wfer להיחשף, כך שאזור החשיפה של תמיד ניתן לשלוט על הפרוסה בתוך עומק המוקד של מטרת ההקרנה במהלך תהליך החשיפה;לאחר מכן, המערכת משתמשת בתת-מערכת היישור כדי ליישר את המסכה והפלטה כך שבמהלך תהליך החשיפה, דיוק המיקום של תמונת המסכה והעברת דפוס הפרוסים הוא תמיד במסגרת דרישות שכבת העל.
לבסוף, פעולת הצעד והחשיפה של כל משטח הפרוסים הושלמה בהתאם לנתיב שנקבע למימוש פונקציית העברת הדפוס.
מכונת הליטוגרפיה הבאה והסורק מבוססת על תהליך העבודה הבסיסי לעיל, שיפור צעדים → חשיפה לסריקה → חשיפה, ומיקוד/פילוס → יישור → חשיפה במודל הדו-שלבי למדידה (מיקוד/פילוס → יישור) וסריקה חשיפה במקביל.
בהשוואה למכונת הליטוגרפיה של צעד וסריקה, מכונת הליטוגרפיה של צעד וחזרה אינה צריכה להשיג סריקה הפוכה סינכרונית של המסכה והפלטה, ואינה דורשת טבלת מסכות סריקה ומערכת בקרת סריקה סינכרונית. לכן המבנה פשוט יחסית, העלות נמוכה יחסית והתפעול אמין.
לאחר כניסת טכנולוגיית ה-IC ל-0.25μm, היישום של ליטוגרפיית צעד-ו-חזרה החל לרדת עקב היתרונות של ליטוגרפיית צעד-וסריקה בסריקת גודל שדה החשיפה ואחידות החשיפה. נכון לעכשיו, הליתוגרפיה העדכנית של צעד וחזרה שמספקת Nikon היא בעלת שדה ראייה סטטי גדול כמו זה של ליטוגרפיית צעד וסריקה, ויכולה לעבד יותר מ-200 פרוסות בשעה, עם יעילות ייצור גבוהה במיוחד. סוג זה של מכונת ליטוגרפיה משמש כיום בעיקר לייצור שכבות IC לא קריטיות.
4.3 סורק צעדים
היישום של ליטוגרפיה של צעד וסריקה החל בשנות ה-90. על ידי קביעת תצורה של מקורות אור חשיפה שונים, טכנולוגיית צעד וסריקה יכולה לתמוך בצמתים שונים של טכנולוגיות תהליך, החל מטבילה של 365nm, 248nm, 193nm ועד ליטוגרפיה EUV. בניגוד לליטוגרפיה של צעד וחזרה, החשיפה בשדה הבודד של ליתוגרפיה של צעד וסריקה מאמצת סריקה דינמית, כלומר לוחית המסכה משלימה את תנועת הסריקה באופן סינכרוני ביחס לפרוסה; לאחר השלמת חשיפת השדה הנוכחית, הפרוסה נישא על ידי שלב היצירה ועובר למיקום שדה הסריקה הבא, והחשיפה החוזרת נמשכת; חזור על החשיפה של צעד וסריקה מספר פעמים עד שכל השדות של הפרוסה כולה נחשפים.
על ידי קביעת תצורה של סוגים שונים של מקורות אור (כגון i-line, KrF, ArF), הסורק הסטפר יכול לתמוך כמעט בכל צמתי הטכנולוגיה של תהליך מוליכים למחצה הקדמיים. תהליכי CMOS טיפוסיים מבוססי סיליקון אימצו סורקי צעדים בכמויות גדולות מאז הצומת 0.18μm; מכונות הליתוגרפיה האולטרה-סגולה הקיצונית (EUV) המשמשות כיום בצמתי תהליך מתחת ל-7nm משתמשות גם בסריקה שלב. לאחר שינוי אדפטיבי חלקי, סורק הסטפר יכול גם לתמוך במחקר ופיתוח וייצור של תהליכים רבים שאינם מבוססי סיליקון כגון MEMS, התקני כוח והתקני RF.
היצרנים העיקריים של מכונות ליטוגרפיה להקרנת צעד וסריקה כוללים ASML (הולנד), Nikon (יפן), Canon (יפן) ו-SMEE (סין). ASML השיקה את סדרת TWINSCAN של מכונות ליטוגרפיה צעד וסריקה בשנת 2001. היא מאמצת ארכיטקטורת מערכת דו-שלבית, שיכולה לשפר ביעילות את קצב הפלט של הציוד והפכה למכונת הליטוגרפיה המתקדמת בשימוש הנפוצה ביותר.
4.4 ליטוגרפיית טבילה
ניתן לראות מנוסחת ריילי שכאשר אורך הגל של החשיפה נותר ללא שינוי, דרך יעילה לשיפור נוסף של רזולוציית ההדמיה היא הגדלת הצמצם המספרי של מערכת ההדמיה. עבור רזולוציות הדמיה מתחת ל-45nm ומעלה, שיטת החשיפה היבשה של ArF אינה יכולה יותר לעמוד בדרישות (מכיוון שהיא תומכת ברזולוציית הדמיה מקסימלית של 65nm), ולכן יש צורך להציג שיטת ליטוגרפיה טבילה. בטכנולוגיית הליטוגרפיה המסורתית, המדיום בין העדשה לפוטורסיסט הוא אוויר, בעוד שטכנולוגיית ליטוגרפיה טבילה מחליפה את מדיום האוויר בנוזל (בדרך כלל מים טהורים עם מקדם שבירה של 1.44).
למעשה, טכנולוגיית ליטוגרפיה טבילה משתמשת בקיצור אורך הגל של מקור האור לאחר שאור עובר דרך המדיום הנוזלי כדי לשפר את הרזולוציה, ויחס הקיצור הוא מקדם השבירה של המדיום הנוזלי. למרות שמכונת הליטוגרפיה הטבילה היא סוג של מכונת ליטוגרפיה של צעד וסריקה, ופתרון מערכת הציוד שלה לא השתנה, היא מהווה שינוי והרחבה של מכונת הליטוגרפיה של צעד וסריקה של ArF עקב הכנסתן של טכנולוגיות מפתח הקשורות לטבילה.
היתרון של ליטוגרפיית טבילה הוא שבגלל הגידול בצמצם המספרי של המערכת, יכולת רזולוציית ההדמיה של מכונת הליטוגרפיה המדרגת-סורק משתפרת, שיכולה לעמוד בדרישות התהליך של רזולוציית הדמיה מתחת ל-45nm.
מכיוון שמכונת הליטוגרפיה הטבילה עדיין משתמשת במקור אור ArF, המשכיות התהליך מובטחת, וחוסכת את עלות המו"פ של מקור האור, הציוד והתהליך. על בסיס זה, בשילוב עם מספר רב של גרפיקה וטכנולוגיית ליתוגרפיה חישובית, ניתן להשתמש במכונת הליטוגרפיה הטבילה בצמתי תהליך של 22 ננומטר ומטה. לפני שמכונת הליטוגרפיה EUV הוכנסה רשמית לייצור המוני, מכונת הליטוגרפיה הטבילה הייתה בשימוש נרחב ויכולה לעמוד בדרישות התהליך של צומת 7nm. עם זאת, עקב הכנסת נוזל טבילה, הקושי ההנדסי של הציוד עצמו גדל באופן משמעותי.
הטכנולוגיות המרכזיות שלה כוללות טכנולוגיית אספקת ושחזור נוזל טבילה, טכנולוגיית תחזוקת שדה נוזלי טבילה, טכנולוגיית זיהום ליטוגרפיה טבילה ובקרת פגמים, פיתוח ותחזוקה של עדשות הקרנת טבילה עם צמצם מספרי גדול במיוחד, וטכנולוגיית זיהוי איכות הדמיה בתנאי טבילה.
נכון לעכשיו, מכונות ליטוגרפיה מסחריות של ArFi צעד וסריקה מסופקות בעיקר על ידי שתי חברות, כלומר ASML מהולנד ו-Nikon מיפן. ביניהם, מחירו של ASML NXT1980 Di בודד הוא כ-80 מיליון יורו.
4.4 מכונת ליטוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית
על מנת לשפר את רזולוציית הפוטוליתוגרפיה, אורך הגל של החשיפה מתקצר עוד יותר לאחר אימוץ מקור האור האקצימר, ואור אולטרה סגול קיצוני עם אורך גל של 10 עד 14 ננומטר מוכנס כמקור האור החשיפה. אורך הגל של אור אולטרה סגול קיצוני הוא קצר ביותר, והמערכת האופטית הרפלקטיבית שניתן להשתמש בה מורכבת בדרך כלל ממחזירי סרט רב שכבתיים כגון Mo/Si או Mo/Be.
ביניהם, ההשתקפות המקסימלית התיאורטית של סרט רב שכבתי Mo/Si בטווח אורך גל של 13.0 עד 13.5 ננומטר היא כ-70%, והרפלקטיביות המרבית התיאורטית של סרט רב שכבתי Mo/Be באורך גל קצר יותר של 11.1 ננומטר היא כ-80%. למרות שהרפלקטיביות של מחזירי סרט רב שכבתיים של Mo/Be גבוהה יותר, Be הוא רעיל מאוד, ולכן המחקר על חומרים כאלה נזנח בעת פיתוח טכנולוגיית הליטוגרפיה EUV.טכנולוגיית הליטוגרפיה הנוכחית של EUV משתמשת בסרט רב שכבתי Mo/Si, ואורך הגל שלו נקבע גם הוא 13.5 ננומטר.
מקור האור האולטרה סגול הקיצוני המיינסטרים משתמש בטכנולוגיית פלזמה מיוצרת בלייזר (LPP), המשתמשת בלייזרים בעוצמה גבוהה כדי לעורר פלזמה Sn נמסת חמה כדי לפלוט אור. במשך זמן רב, הכוח והזמינות של מקור האור היו צווארי הבקבוק המגבילים את היעילות של מכונות ליטוגרפיה EUV. באמצעות מגבר הכוח של המתנד הראשי, טכנולוגיית פלזמה חזויה (PP) וטכנולוגיית ניקוי מראות לאיסוף במקום, העוצמה והיציבות של מקורות האור EUV שופרו מאוד.
מכונת הליטוגרפיה EUV מורכבת בעיקר מתת-מערכות כמו מקור אור, תאורה, עדשת אובייקטיבית, שלב חומר, שלב מסכה, יישור רקיק, מיקוד/פילוס, העברת מסכה, העברת רקיק ומסגרת ואקום. לאחר מעבר דרך מערכת התאורה המורכבת מרפלקטורים מצופים רב שכבתיים, האור האולטרה סגול הקיצוני מוקרן על המסכה הרפלקטיבית. האור המוחזר מהמסכה נכנס למערכת הדמיית ההשתקפות האופטית המורכבת מסדרה של מחזירי אור, ולבסוף התמונה המשתקפת של המסכה מוקרנת על פני הרקיק בסביבת ואקום.
שדה הראייה של החשיפה ושדה הראייה של מכונת הליטוגרפיה EUV הם שניהם בצורת קשת, ושיטת סריקה שלב אחר שלב משמשת להשגת חשיפה מלאה לפרוסות כדי לשפר את קצב הפלט. מכונת הליטוגרפיה EUV המתקדמת ביותר של ASML מסדרת NXE משתמשת במקור אור חשיפה עם אורך גל של 13.5nm, מסכה רפלקטיבית (שכיחות אלכסונית של 6°), מערכת אובייקטיבי הקרנה רפלקטיבית הפחתת פי 4 עם מבנה של 6 מראות (NA=0.33), שדה ראייה סריקה של 26 מ"מ × 33 מ"מ, וסביבת חשיפה לוואקום.
בהשוואה למכונות ליטוגרפיה טבילה, רזולוציית החשיפה היחידה של מכונות ליטוגרפיה EUV המשתמשות במקורות אור אולטרה סגול קיצוניים שופרה מאוד, מה שיכול למנוע ביעילות את התהליך המורכב הנדרש לפוטוליתוגרפיה מרובה ליצירת גרפיקה ברזולוציה גבוהה. נכון לעכשיו, רזולוציית החשיפה היחידה של מכונת הליטוגרפיה NXE 3400B עם צמצם מספרי של 0.33 מגיעה ל-13nm, וקצב הפלט מגיע ל-125 חתיכות/שעה.
על מנת לענות על הצרכים של הרחבה נוספת של חוק מור, בעתיד, מכונות ליטוגרפיה EUV בעלות צמצם מספרי של 0.5 יאמצו מערכת אובייקטיבי הקרנה עם חסימת אור מרכזית, תוך שימוש בהגדלה א-סימטרית של פי 0.25/0.125. שדה הראייה של חשיפה לסריקה יקטן מ-26 מ"מ × 33 מ"מ ל-26 מ"מ × 16.5 מ"מ, ורזולוציית החשיפה היחידה יכולה להגיע מתחת ל-8 ננומטר.
———————————————————————————————————————————————— ———————————
Semicera יכול לספקחלקי גרפיט, לבד רך/נוקשה, חלקי סיליקון קרביד, חלקי סיליקון קרביד CVD, וחלקים מצופים SiC/TaCעם תהליך מוליכים למחצה מלא תוך 30 יום.
אם אתה מעוניין במוצרי המוליכים למחצה לעיל,אנא אל תהסס לפנות אלינו בפעם הראשונה.
טל': +86-13373889683
WhatsApp: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
זמן פרסום: 31 באוגוסט 2024