Integrētās shēmas litogrāfijas{0}}kodināšanas sadarbības process

Litogrāfija un kodināšana ir divi galvenie nanomēroga rakstu pārsūtīšanas procesi, un to izšķirtspēja, precizitāte un konsekvence kopā nosaka ierīces veiktspējas un ienesīguma augšējo robežu.

Šajā rakstā ir sistemātiski sakārtoti galvenie mehānismi, vadības parametri un jaunākā tehnoloģiskā attīstība visā fotorezista pārklājuma, ekspozīcijas, izstrādes un kodināšanas procesā.

Sīkāka informācija ir šāda:

Litogrāfijas process

Kodināšanas process

Litogrāfijas process

Integrētās shēmas mikroshēmu ražošanā litogrāfijas process kā raksta pārsūtīšanas pamattehnoloģija atkārto shēmas dizainu uz maskas slāni pa slānim uz vafeles virsmu, izmantojot precīzus optiskos un ķīmiskos procesus, un tā tehnoloģiskā attīstība vienmēr ir bijusi ap izšķirtspējas uzlabošanu un procesa stabilitātes optimizāciju.

Fotorezista aplikācija

Process sākas ar fotorezista vērpšanas pārklāšanas stadiju - pēc tam, kad vafele ir vakuuma-adsorbēta un piestiprināta pie vērpšanas pārklājuma atbalsta galda, pilošais fotorezists ar centrbēdzes spēka palīdzību veido vienmērīgu plēvi ar lielu ātrumu tūkstošiem apgriezienu sekundē, un plēves biezumu precīzi kontrolē koloidālā šķīdinātāja raksturlielums un šķīdinātāja viskozitāte.

Tā kā fotorezists ir ļoti jutīgs pret temperatūru un mitrumu kā gaismjutīgs sveķu materiāls, fotorezista zona ir jāizgaismo ar dzeltenu apgaismojumu un stingri jāuztur nemainīga temperatūra un mitrums, lai izvairītos no materiāla īpašību svārstībām.

Fotorezistu veidi

Fotorezisti tiek iedalīti divās kategorijās pēc to attīstības pazīmēm: pēc ekspozīcijas eksponētā zona izšķīst attīstītājā un neeksponētais laukums tiek saglabāts; Negatīvā līme ir pretēja, un neeksponētā vieta tiek noņemta. Konkrētā izvēle ir atkarīga no ķēdes modeļa topoloģiskajām prasībām, piemēram, blīvām līniju struktūrām, kas dod priekšroku pozitīvām līmēm, lai izvairītos no malu savienošanas defektiem.

Iepriekš-cepts

Pēc vērpšanas pārklājuma vafele tiek uzkarsēta līdz aptuveni 80 grādiem slāpekļa atmosfērā, lai veicinātu plēvē esošā šķīdinātāja atlikuma iztvaikošanu, uzlabotu adhēziju starp līmes slāni un substrātu un spēju pretoties iedarbības traucējumiem.

Exposure

Ekspozīcijas stadija ir būtiska raksta pārsūtīšanas daļa, kad vafele tiek ievietota pakāpju ekspozīcijas iekārtā vai skenerī. Tradicionālie stepperi projicē maskas rakstu uz vafeles virsmas četrkāršā mērogā, izmantojot tālummaiņas objektīvu sistēmu, ar izšķirtspēju pēc formulas

R=kλ/NA

kur λ ir gaismas avota viļņa garums, NA ir objektīva skaitliskā apertūra un k ir procesa koeficients. Pašlaik galvenais gaismas avots izmanto ArF eksimēru lāzeru ar viļņa garumu 193 nm un augstu NA objektīvu, lai sasniegtu sub-viļņa garuma izšķirtspēju. Lai pārkāptu fiziskās difrakcijas robežas, plaši tiek izmantotas tādas super-izšķirtspējas metodes kā dubultā ekspozīcija, fāzes-nobīdes maskas un optiskā tuvuma efekta korekcija. Kā uzlabots stepper veids, skeneris aizstāj pilna-platuma ekspozīciju, izmantojot spraugas skenēšanas ekspozīciju, efektīvi paplašinot redzes lauku un samazinot objektīva aberāciju ietekmi, un tas ir kļuvis par standarta aprīkojumu progresīvos procesos.

Pēc ekspozīcijas ir nepieciešama cepšana pēc-ekspozīcijas (PEB), kas, izmantojot vieglu termisko apstrādi, aktivizē skābes-radošo vielu fotorezistā, veicinot skābes-katalītiskās reakcijas, samazinot stāvviļņu efektus un asinot raksta malu kontūras.

Attīstība

Izstrādes procesā pozitīvās līmes iedarbības laukums tiek izšķīdināts sārmainā attīstītājā, veidojot maskai atbilstošu reljefu. Negatīvo līmi nosaka, izšķīdinot neeksponēto laukumu. Pēc izstrādes tas ir rūpīgi jāizcep un jāsacietē, lai uzlabotu fotorezista izturību pret kodināšanu un nodrošinātu aizsargmasku turpmākai kodināšanai vai jonu implantācijai.

Pēdējos gados ekstremālās ultravioletās litogrāfijas (EUV) tehnoloģija ir pārkāpusi tradicionālās optiskās litogrāfijas izšķirtspējas ierobežojumu ar 13,5 nm īsa viļņa garuma gaismas avotu un ir kļuvusi par galveno ekspozīcijas risinājumu 7 nm un mazākiem procesiem. Apvienojumā ar vairākām modeļu veidošanas tehnoloģijām, piemēram, paš-dubultā attēlveidošanas (SADP) un paš-attēlveidošanas pašsalīdzināšanas četrkāršo attēlu (SAQP), EUV litogrāfija nodrošina lielāku integrāciju, vienlaikus efektīvi kontrolējot procesa izmaksas un ienesīgumu.

Turklāt nanoimprinta litogrāfija (NIL) kā papildu tehnoloģija nodrošina zem-10 nm raksta sagatavošanu ar augstas precizitātes nospiedumu iespiedumu īpašos scenārijos, parādot unikālu pielietojuma potenciālu. Šo tehnoloģiju saskaņota attīstība turpina veicināt litogrāfijas procesu attīstību augstākas precizitātes un zemāka defektu līmeņa virzienā, atbalstot tehnoloģiskās inovācijas un produktu iterāciju pusvadītāju nozarē.

Kodināšanas process

Integrālās shēmas ražošanas kodināšanas procesā sausā un mitrā kodināšana nodrošina plānu kārtiņu formu veidošanos, precīzi kontrolējot materiāla noņemšanas procesu, un abi papildina viens otru tehnisko ceļu un piemērojamo scenāriju ziņā.

Sausā kodināšana

Sausajā kodināšanā kā kodols tiek izmantota reaktīvo jonu kodināšana (RIE), un tās aprīkojums izmanto paralēlu plākšņu struktūru: vafele tiek ievietota vakuuma kameras apakšējā elektrodā, augšējais elektrods ir iezemēts un ievadītā gāze tiek ierosināta, pieliekot augstas -frekvences spriegumu, veidojot plazmu, radot pozitīvos jonus un citus aktīvos daļiņus.

Šīs daļiņas bombardē materiāla virsmu vertikāli zem elektriskā lauka paātrinājuma un ķīmiski reaģē ar mērķa slāni, veidojot gaistošus produktus, kas tiek izvadīti caur vakuuma sistēmu, lai panāktu anizotropu kodināšanas efektu. Šī procesa atslēga ir augsta atlases attiecība, tas ir, kodināšanas ātruma atšķirībai starp fotorezistu un materiāla slāni ir jābūt pietiekami lielai, lai nodrošinātu raksta pārnešanas precizitāti. Tajā pašā laikā ir nepieciešams kavēt mikroslodzes efektu, lai izvairītos no kodināšanas ātruma svārstībām, ko izraisa lokāla rakstura blīvuma atšķirības, un samazinātu elektrostatiskos bojājumus un piemaisījumu ievadīšanu. Lai uzlabotu precizitāti, mūsdienu RIE tehnoloģija bieži izmanto induktīvi savienotas plazmas (ICP) avotus vai kapacitatīvi savienotas plazmas (CCP) avotus, apvienojumā ar impulsu barošanas avotu un magnētiskā lauka uzlabošanas tehnoloģiju, lai panāktu nanomēroga kontroli.

Mitrā kodināšana

Mitrā kodināšana balstās uz tiešu reakciju starp ķīmisko šķidrumu un materiālu, un tā ir sadalīta divos režīmos: iegremdēšana un rotācija. Iegremdēšanas veids iegremdē vafeles ķīmiskajā šķīdumā kodināšanas tvertnē un kontrolē reakcijas ātrumu caur difūziju. Rotējošais tips izmanto šķidruma mehāniku, lai uzlabotu masas pārneses efektivitāti, rotējot vafeles un izsmidzinot ķīmisko šķidrumu.

Tā kā slapjā kodināšana pēc būtības ir izotropiska, tās sānu urbšanas īpašības ierobežo mikroražošanas iespējas, un fotorezista masku viegli noārda ķīmiskie šķidrumi, tāpēc to galvenokārt izmanto liela izmēra konstrukciju vai īpašu materiālu (piemēram, metāla, alumīnija, oksīda) apstrādei. Pēc kodināšanas atlikušais fotorezists ir jānoņem ar plazmas deformēšanu vai ķīmisko pīlingu, kurā plazmas demontāžai izmanto skābekļa plazmu, lai sadalītu adhezīvu slāni, un ķīmiskais pīlings tiek selektīvi izšķīdināts ar īpašu šķīdinātāju.

Pēdējos gados kodināšanas tehnoloģija ir attīstījusies uz augstāku precizitāti un vides aizsardzību. Sausā laukā atomu slāņa kodināšana (ALE) nodrošina precīzu noņemšanu viena atoma līmenī, izmantojot mainīgas pašierobežojošas reakcijas, apvienojot augstas selektivitātes materiālus ar optimizētiem plazmas parametriem, lai palielinātu tradicionālās RIE izšķirtspējas robežas. Tajā pašā laikā trīsdimensiju kraušanas struktūra un uzlabotais iepakojuma pieprasījums veicina dziļas silīcija kodināšanas, dielektriskā slāņa augstas proporcijas kodināšanas un citu tehnoloģiju attīstību, kā arī zemas-temperatūras plazmas un gāzes sajaukšanas stratēģiju izmantošanu, lai samazinātu sānu sienu bojājumus. Attiecībā uz slapjo procesu videi draudzīgu ķīmisko šķīdumu (piemēram, fluora -bez fluora un zemas-toksicitātes formulas) izpēte un izstrāde ir kļuvusi par tendenci, izmantojot tiešsaistes uzraudzību un slēgtas -cilpas kontroles sistēmas, lai panāktu precīzu kodināšanas ātruma kontroli un nekaitīgu atkritumu šķidrumu apstrādi.

0040-09094 KAMERA 200mm

Turklāt hibrīda kodināšanas paņēmieni, piemēram, kombinētais mitrais{0}}sausais process, piedāvā priekšrocības konkrētos scenārijos, piemēram, samazina materiāla spriegumu, izmantojot slapjo pirmapstrādi un pēc tam žāvējot smalku formu. Šīs inovācijas turpina virzīt kodināšanas procesu uz efektīvākiem, zaļākiem un precīzākiem virzieniem, atbalstot nepārtrauktu pusvadītāju ierīču veiktspējas un integrācijas uzlabošanu.