ch6微影技術(shù).doc

《ch6微影技術(shù).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、6-1.248與193奈米波長(zhǎng)深紫外光微影之優(yōu)缺點(diǎn)爲(wèi)何?氟化氟(KrF)248奈^準(zhǔn)分子雷射深紫外光(DeepUV,DUV)微影此爲(wèi)未來3-5年之主力機(jī)種，解像度可達(dá)0.25-0.18微米，適合製備256MegabitDRAM[A][5-2-1]。相關(guān)重要事項(xiàng)1.雷射：一般氣體準(zhǔn)分子雷射，其半高波寬約爲(wèi)900皮米(pm,Picometer)°自由奔馳雷射(FreeRunningLaser)，其半高波寬糸勺爲(wèi)300皮米。如經(jīng)波帶窄化爲(wèi)光譜窄化雷射(SpectrallyNairowedLaser)半高波寬可達(dá)約3皮米，但價(jià)格極昂。2.透鏡：優(yōu)良之透鏡

2、需考慮其折射率(n)、色散(Dispersion,dn/dl)、溫度色散(dn/dt)、像差(Aberration)、散射(scatter)、吸收(absolution)、雙折射(birefringence)等困擾°另外，雷射脈衝激發(fā)臭氧生成，將劣化透鏡功能。透鏡常用材料如下：a.熔融氧化矽(fusedsilica):易導(dǎo)致透鏡組縮密(Compaction)與吸熱不均產(chǎn)生色L

3、大。透鏡組之溫度色散與光程差變異較小O產(chǎn)生色心在約360奈米波長(zhǎng)，對(duì)微影無影響。透鏡組壽命較長(zhǎng)，整體性能較熔融氧化矽優(yōu)良。爲(wèi)目前適用於193與157奈米波長(zhǎng)之最佳材料。未來亦可能應(yīng)用於248奈米。c.氟化鎂(MgF2):爲(wèi)雙折射材料，此致命缺點(diǎn)不易克服。d.氟化II(LiF):吸濕性太強(qiáng)，材質(zhì)軟，不適合製備透鏡。1.成像系統(tǒng)°a.反射式(Reflective,Catoptric):光源波寬可較大，但解像度受限。b.折射式(Refractive,Dioptric):光源波寬限2?3皮米。僅能使用價(jià)格極昂貴之光譜窄化雷射。透鏡組需20組以上。a.反射

4、折射混合式(Catadioptric)-光源波寬可達(dá)4奈米°可用汞或汞■氤弧燈、自由奔馳雷射。透鏡組僅需約12組，成本大爲(wèi)降低。此混合式較進(jìn)步，可能爲(wèi)未來成像系統(tǒng)之主流。1.步進(jìn)機(jī)與掃描機(jī)生產(chǎn)線用248奈米機(jī)臺(tái)，其數(shù)値孔徑約0.40-0.63，相擾度約0.3-0.8?固定或分段調(diào)整。機(jī)臺(tái)有步進(jìn)一重複機(jī)(Stcp?and?Rcpeat)，或簡(jiǎn)稱步進(jìn)機(jī)(Stepper)與步進(jìn)_掃描機(jī)(Step-and-Scan)，或簡(jiǎn)稱掃描機(jī)(Scanner)二種。兩者差異與優(yōu)、缺點(diǎn)簡(jiǎn)要說明如下：a.步進(jìn)機(jī)優(yōu)點(diǎn)：光強(qiáng)度較強(qiáng)，照射景域一次完成照射，所需照射時(shí)問較短；僅

5、品平臺(tái)移動(dòng)，易控制準(zhǔn)確度，對(duì)準(zhǔn)較易。缺點(diǎn)：需較大透鏡；光強(qiáng)度較強(qiáng)，透鏡易受傷害；對(duì)不平無法分割照射景域，聚焦深度受限；光徑在縮小投影透鏡系統(tǒng)位置固定，無平均像差等之效應(yīng)。a.掃描機(jī)優(yōu)點(diǎn)：透鏡可較小，成本低，易製造，像差少；可分割照射景域，對(duì)不平品圓之聚焦深度長(zhǎng)；掃描照射面積可甚大，適合大品圓；光徑移動(dòng)，可平均投影透鏡系統(tǒng)之扭曲、曲率及像差等。對(duì)品圓平坦性、聚焦誤差之寬容度皆較大?？筛纳破穲A上相對(duì)於線條垂直(應(yīng)力弱)與平行(應(yīng)力強(qiáng))方向拉伸應(yīng)力不同造成投影縮小倍率之差異(約10ppm)°缺點(diǎn)：光強(qiáng)度較弱，照射主要由狹縫寬度與掃描速度決定，照射時(shí)問較

6、長(zhǎng)；以狹縫景域(SlitField)掃描，須越過品方(Chip)—狹縫寬度距離，才可完成品方面積之掃描，即有過掃描(Overscan)行爲(wèi)，浪費(fèi)照射時(shí)問；圖罩x-y平臺(tái)與品x-y-Z平臺(tái)須同步移動(dòng)，對(duì)準(zhǔn)較難。(因投影與圖罩圖案左右倒置，故品平臺(tái)須與圖罩平臺(tái)反向同步移動(dòng)。如加裝反射鏡，可改爲(wèi)同向同步移動(dòng)。)a.未來趨勢(shì)縮小4或5倍之步進(jìn)機(jī)將圖罩之圖案縮小後，在品圓(Wafer)上形成1個(gè)照射景域(ExposureField)9或稱照射射域(ExposureShot)、影像景域(ImageField)?以涵蓋至少1方面積爲(wèi)10毫米？20毫米，爲(wèi)涵蓋2

7、個(gè)品方，以方便檢測(cè)與互相比對(duì)，最小照射景域需22毫米？22毫米。使用6吋(?152毫米)圖罩?縮小4倍(4?)，照射景域約爲(wèi)25毫米？33毫米，在此條件下，步進(jìn)機(jī)之透鏡景域(LensField)直徑需?41毫米，故需較大透鏡，成本高，不易製造，且像差較大。掃描機(jī)之透鏡景域僅需26毫米，透鏡可較小，成本低，易製造，且像差少。未來製備256MegabitDRAM(品方12毫米？24毫米)，1Gigabit(15?30)，4Gigabit(18736)需要可配合之更大照射景域。步進(jìn)機(jī)需要更大之透鏡，有其成本、製造、像差等困擾，不易克服。此時(shí)，掃描機(jī)僅需

8、較小透鏡之優(yōu)點(diǎn)將能凸顯，再加上述其他優(yōu)點(diǎn)，較適合未來量產(chǎn)微影機(jī)臺(tái)需求。半導(dǎo)體業(yè)界普遍認(rèn)爲(wèi)，使用強(qiáng)反射弱折射混合式之掃描機(jī)應(yīng)爲(wèi)未來微影機(jī)臺(tái)