Субмикронная литография

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Субмикронная литография

Содержание

2. Тенденции развития: уменьшение размера элемента (топологической нормы) Lg - длина затвора Xj - толщина легированных областей
3. Тенденции развития: увеличение степени интеграции 1 – ранняя стадия выпуска ИС (удвоение количества транзисторов каждые 12
4. Проекционная литография Предельное разрешение оптической литографии: где k1 – технологический параметр, λ – длина волны экспонирующего
5. Параметр k1 Параметр k1 был уменьшен с 0.8 в 1980 году до 0.4 сегодня. Величина k1
6. Фазосдвигающий шаблон Фазосдвигающие шаблоны, в которых сдвиг фазы световой волны на 180 градусов: а - реализуется
7. Принцип действия фазосдвигающего шаблона Фазосдвигающий шаблон Обычный шаблон
8. Коррекция эффекта близости Для того чтобы в фоторезистивной маске создать необходимый рисунок приходится усложнять рисунок фотошаблона,
9. Длина волны экспонирующего излучения Эволюция источников экспонирующего излучения: Ртутные дуговые лампы (λ = 436 (g-line), 405
10. Длина волны освещения и топологическая норма По мере уменьшения топологической нормы происходит и уменьшение длины волны
11. Иммерсионная литография: увеличение числовой апертуры (NA) NA = n sinθ, где n – коэффициент преломления среды
12. Установка иммерсионной литографии Микроскопические изображения резистивных масок, полученных с помощью иммерсионной литографии с полушириной линия-промежуток равной
13. Экстремальная ультрафиолетовая литография Длина волны излучения на уровне 10 нм обеспечивает прекрасное разрешение Оптика - отражательная
14. Источник импульсной лазерной плазмы CO2 лазер (основной импульс) Nd:YAG лазер (пред-импульс) Камера с мишенью светоделительная пластина
15. Импринтинг Импринтинг – это метод литографии, когда трёхмерный рисунок в резисте получается посредством вдавливания в него
17. Импринтинг: S-FIL технология
18. Импринтинг: технология 2-D рисунок 1-D рисунок Дифракционная микролинза
19. Обращенный импринтинг (S-FIL/R process) S-FIL/R процесс: после формирования отпечатка, поверхность покрывается планаризирующим слоем (6), который травится
20. Преимущества импринтинга Низкая стоимость оборудования и технологии, так как не используется дорогая оптика, источники излучения и
21. Применение наноимпринтинга
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Тенденции развития: уменьшение размера элемента (топологической нормы)
Lg - длина затвора
Xj -

толщина легированных областей
Xox - толщина подзатворного диэлектрика

Топологическая норма - полуширина линии и пространства между линиями в регулярных плотно упакованных полосчатых структурах. Разрешение для изолированных элементов, например затворов транзисторов, может быть в 1,4–1,8 раз меньше топологической нормы.

bmin - топологическая норма

Слайд 3

Тенденции развития: увеличение степени интеграции
1 – ранняя стадия выпуска ИС (удвоение

количества транзисторов каждые 12 месяцев)
2 – микропроцессоры компании Intel (удвоение каждые 24 месяца) (коррекция закона Мура)
3 – схемы оперативной памяти (удвоение каждые 18 месяцев)

Закон Мура:
Количество транзисторов в интегральной схеме за год увеличивается примерно в два раза.

Слайд 4

Проекционная литография
Предельное разрешение оптической литографии:
где k1 – технологический параметр,
λ –

длина волны экспонирующего излучения,
NA – числовая апертура проекционных линз

где n – это показатель преломления среды над фоторезистом,
θ – это полуугол сбора лучей на подложке

где k2 – коэффициент пропорциональности

Глубина фокуса

Слайд 5

Параметр k1
Параметр k1 был уменьшен с 0.8 в 1980 году до

0.4 сегодня. Величина k1 = 0.3 ожидается в ближайшие годы.
Этот прогресс связан с внедрением:
внеосевого освещения (распределения интенсивности освещения по поверхности не однородно и имеет специальную форму)
фазо-сдвигающих фотошаблонов (осуществляется управление не только амплитудой проходящего излучения, но и его фазой, что позволят за счёт интерференции получать необходимое изображение в резисте)
коррекции эффекта близости.

Слайд 6

Фазосдвигающий шаблон
Фазосдвигающие шаблоны, в которых сдвиг
фазы световой волны на 180 градусов:
а

- реализуется за счёт осаждения прозрачной плёнки;
б - за счёт травления материала фотошаблона

Толщина плёнки:

nf – показатель преломления материала плёнки

Глубина травления:

ng – показатель преломления материала шаблона

Слайд 7

Принцип действия фазосдвигающего шаблона
Фазосдвигающий шаблон
Обычный шаблон

Слайд 8

Коррекция эффекта близости
Для того чтобы в фоторезистивной маске создать необходимый рисунок

приходится усложнять рисунок фотошаблона, вводя туда специальные элементы коррекции изображения. Резкие углы рисунка шаблона теряются в результате дифракции.

Слайд 9

Длина волны экспонирующего излучения
Эволюция источников экспонирующего излучения:
Ртутные дуговые лампы (λ

= 436 (g-line), 405 нм (h-line), 365 нм (i-line))
Hg дуговые лампы (λ ≈ 250 нм, глубокий УФ)
KrF лазер (λ = 248 нм, глубокий УФ, bmin= 350 – 130 нм)
ArF лазер (λ = 193 нм, глубокий УФ, bmin = 90 – 45 нм, 32 нм)
F2 лазер (λ = 157 нм, вакуумный УФ)
Импульсные источники (лазерная плазма) (λ = 13 нм, экстремальный УФ)
Рентгеновское синхротронное излучение (λ ≈ 1 нм)

Слайд 10

Длина волны освещения и топологическая норма
По мере уменьшения топологической нормы происходит

и уменьшение длины волны света, используемого в литографических установках для экспонирования фоторезиста через фотошаблон.
После ArF лазера c длиной волны 193 нм, возможно будет лазер на F2 c длиной волны 157 нм, а затем и новые импульсные источники некогерентного света на длину волны 13 нм.
Нет источников света на промежуточные длины волн.

Слайд 11

Иммерсионная литография: увеличение числовой апертуры (NA)
NA = n sinθ,
где

n – коэффициент преломления среды между линзой и фоторезистивной маской (для воздуха n = 1), θ – наибольший угол сбора лучей с поверхности резиста и определяется размером линзы.
NA выросла за счёт разработки новых линз от 0.5 (1990 г.) до 0.8 (2004 г.) и предполагается её рост до 1 и более в будущем. На пути совершенствования линз есть большие сложности (вес проекционных линз, уменьшающих рисунок шаблона, составляет более 1000 кг).
Более простой путь – это увеличение n за счёт замены воздуха на жидкую среду с большим n, например, на DI воду (n = 1.43662 на λ= 193 нм и 21.5 °С, рост NA на 44%). Это иммерсионная литография, первые установки будут использованы в промышленности в 2007 году.

Слайд 12

Установка иммерсионной литографии
Микроскопические изображения резистивных масок, полученных с помощью иммерсионной литографии

с полушириной линия-промежуток равной 65 нм (а), 50 (b) и 45 нм (c)

Слайд 13

Экстремальная ультрафиолетовая литография
Длина волны излучения на уровне 10 нм обеспечивает прекрасное

разрешение
Оптика - отражательная
Источник света – лазерная плазма

Слайд 14

Источник импульсной лазерной плазмы
CO2 лазер
(основной импульс)
Nd:YAG лазер
(пред-импульс)
Камера с мишенью
светоделительная
пластина
Собирающее зеркало
Xe

мишень из капельной струи

Слайд 15

Импринтинг
Импринтинг – это метод литографии, когда трёхмерный рисунок в резисте получается

посредством вдавливания в него штампа, на поверхности которого заранее сформирован необходимый рельефный рисунок.
Метод не предполагает использования света для передачи изображения в резист.
Запатентованное название: Step and Flash Imprint Lithography (S-FIL™)

Слайд 16

Слайд 17

Импринтинг: S-FIL технология

Слайд 18

Импринтинг: технология
2-D рисунок
1-D рисунок
Дифракционная микролинза

Слайд 19

Обращенный импринтинг (S-FIL/R process)
S-FIL/R процесс: после формирования отпечатка, поверхность покрывается планаризирующим слоем

(6), который травится до вскрытия слоя, по которому делался импринтинг (7), и затем, используя селективную маску планаризирующего материала, делается РИТ, формирующее обращённую маску с большим аспектным отношением (8).

Слайд 20

Преимущества импринтинга
Низкая стоимость оборудования и технологии, так как не используется дорогая

оптика, источники излучения и фотошаблоны;
Широкий спектр размеров, которые можно реализовать данным методом;
Не чувствительность к изменению плотности рисунка;
Нет сложностей характерных для оптической литографии, например, не нужна коррекция эффекта близости;
Гладкие края формируемых линий, высокий рельеф маски;
Возможность реализации позитивного и негативного процессов.

Слайд 21

Субмикронная литография

Содержание

Тенденции развития: уменьшение размера элемента (топологической нормы)Lg - длина затвораXj -

Тенденции развития: увеличение степени интеграции1 – ранняя стадия выпуска ИС (удвоение

Проекционная литографияПредельное разрешение оптической литографии: где k1 – технологический параметр,λ –

Параметр k1Параметр k1 был уменьшен с 0.8 в 1980 году до

Фазосдвигающий шаблонФазосдвигающие шаблоны, в которых сдвигфазы световой волны на 180 градусов:а

Принцип действия фазосдвигающего шаблонаФазосдвигающий шаблонОбычный шаблон

Коррекция эффекта близостиДля того чтобы в фоторезистивной маске создать необходимый рисунок

Длина волны экспонирующего излучения Эволюция источников экспонирующего излучения: Ртутные дуговые лампы (λ

Длина волны освещения и топологическая нормаПо мере уменьшения топологической нормы происходит

Иммерсионная литография: увеличение числовой апертуры (NA)NA = n sinθ, где

Установка иммерсионной литографииМикроскопические изображения резистивных масок, полученных с помощью иммерсионной литографии

Экстремальная ультрафиолетовая литографияДлина волны излучения на уровне 10 нм обеспечивает прекрасное

Источник импульсной лазерной плазмыCO2 лазер(основной импульс)Nd:YAG лазер(пред-импульс)Камера с мишеньюсветоделительная пластинаСобирающее зеркалоXe

ИмпринтингИмпринтинг – это метод литографии, когда трёхмерный рисунок в резисте получается