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1、微细加工技术微细加工技术1.微细加工技术现状1990年微细加工技术的生产水平是100μm到0·8μm。到1994年,16MDRAM64MDRAM已生产,254MDRAM也将投入生产。16—64MDRAM用0·3μm~0·4μm的微细加工技术。256MDRAM用0·25μm的加工技术。目前,实验室已做出1000MDRAM的产品。也就是说,0·1μm~0·08m的微细加工技术,不久也将投入生产。当前微细加工技术的动向是:一方面将生产16—64MDRAM的设备,进行改进,以提高生产率,另一方面是开发新工艺、新设备。微细加工技术的关键是曝光技术和干蚀技术。我们将以这两方面
2、为重点,介绍微细加工技术的现状和发展动态。1 16—64MDRAM生产技术的改进当前生产16MDRAM的设备,一般都能生产64MDRAM。它们主要用缩小投影曝光装置,典型的有NSR—2005i10c,Ex10B,NSR4425i。其主要参数,如表1所示。缩小投影曝光装置的特点上述三种装置,都能生产14-64MDRAM器件,其中NSR-4425i能生产256MDRAM器件,光刻水平达到0·25μm。表1 主要参数这三种设备,校正系统都经过改进,稳定性大大提高。同时,对干涉反射镜曲线,进行补正。干涉光路进行空调,使精度大大提高。另外,对放大倍率也进行补偿和修正。使误差
3、控制在10nm以下。使用准分子激光器,使曝光功率下降,曝光成本下降。NSR-4425i,是一种成本较低而性能优良的设备,由于它采用了混合和匹配平台,能生产16M、64M、256MDRAM器件。场尺寸达44mm×44mm,主流场为22mm×44mm,生产256MDRAM器件,月产达2万只。1.1印刷式曝光机1.1.1概要它是一种等倍率曝光机,采用混合和匹配平台,具有“印刷”功能,故而又称它为超技术步进机。其突出优点是生产性高而成本低。该类机中的优秀者是224i型。它使用i线作曝光光线,大口径光学系统,超高精度的平台,曝光光的波长为355~375nm。每小时能生产20
4、0mm片80枚。150mm片105枚,主要参数如表2所示。17微细加工技术表2 Model2244i参数1.1.2结构和特征该装置的最大特征是采用高性能的1×HerShel-Wynne-Dyson光学系数。它采用两个消色透镜两个棱镜一个主透镜,构成光学系统,曝光场较大,故而生产率较高。曝光时,片上得到的能量较大,故而曝光时间短,由于它采用混合式和匹配式的平板印刷方法,使生产线成本低而产量高。1.2电子束直接扫描系统电子束直接扫描系统,也叫无掩膜曝光系统。以前就有这种系统,但其产量低,未能推广,本文介绍的HL-800D电子束直接扫描系统可生产64MDRAM器件,并且
5、产量也较高,成本较低。1.2.1电子束直接扫描系统的优点电子束直接扫描系统的优点,如表3所示,从表3.看出,它有很多优点,主要是成本低,开发期短,适应性强特别适合科研单位和小批量生产用。表3 电子束直接扫描系统的优点 若是每日生产250枚片以下,用电子束直接扫描系统,生产成本较低,它比用掩膜曝光,成本低得多。电子束直接扫描系统,虽然其电子束偏转范围有限(3mm~5mm),但其扫描面积可以“拼”。这样,扫描面积就不受限制。该设备,也可生产256MDRAM器件。1.3.2HL—800D概况日立公司开发的HE—800D系统,其加工水平达0·2μm~0·3μm,1·50
6、mm,生产能力达10~20(枚/h),表4是它的主要参数表17微细加工技术表4 HL—800D系列基本参数一次成型扫描法,是通过转写掩膜形成的,如图1所示,通过转写掩膜可一次形成较为复杂的图形或使扫描线更精度。图1 一次成型和可变成型扫描图通过使用补偿法并运用转写掩膜,或可以提高扫描速度,或可以提高扫描线的精细程度,但其代价是失去了无掩膜的优点(有转写膜)。用转写掩膜,该装置可达到0·05μm的直线尺寸,精度可达到0·15μm,甚至有人说,这类设备将来可生产1GDRAM器件。1.3干蚀技术在微细加工中,尤其是达到0·25μm水平的精细加工中,干蚀技术就显得很重要,
7、现在微细加工对干蚀的要求如下:a)片面积大,均匀性要好;b)无机械损伤;17微细加工技术c)有高的选择比;d)高的纵深比;e)离子控制性要好;f)处理速度快。要达到上述六项要求,用以前的腐蚀方法是不行的,新开发的ECR*,能很好的满足上述要求。ECR的特点:等离子密度大,电子动能大,干蚀质量高,速度快。搭载有ECR的干蚀装置APEX7000/PINADE8000具有极好的干蚀性能:1)对氧化膜的干蚀,选择比达到50~100而且尺寸误差极小。2)对铝(Al)加工:选择比达到3以上,并能完全防止腐蚀。以上设备腐蚀的结果,如图2所示。从图2看出:这种装置的干蚀效果,是极
8、好的。图2
