ch6微影技术.doc

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1、6-1.248與193奈米波長深紫外光微影之優缺點爲何?氟化氟(KrF)248奈^準分子雷射深紫外光(DeepUV,DUV)微影此爲未來3-5年之主力機種，解像度可達0.25-0.18微米，適合製備256MegabitDRAM[A][5-2-1]。相關重要事項1.雷射：一般氣體準分子雷射，其半高波寬約爲900皮米(pm,Picometer)°自由奔馳雷射(FreeRunningLaser)，其半高波寬糸勺爲300皮米。如經波帶窄化爲光譜窄化雷射(SpectrallyNairowedLaser)半高波寬可達約3皮米，但價格極昂。2.透鏡：優良之透鏡

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):易導致透鏡組縮密(Compaction)與吸熱不均產生色L

3、大。透鏡組之溫度色散與光程差變異較小O產生色心在約360奈米波長，對微影無影響。透鏡組壽命較長，整體性能較熔融氧化矽優良。爲目前適用於193與157奈米波長之最佳材料。未來亦可能應用於248奈米。c.氟化鎂(MgF2):爲雙折射材料，此致命缺點不易克服。d.氟化II(LiF):吸濕性太強，材質軟，不適合製備透鏡。1.成像系統°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，成本大爲降低。此混合式較進步，可能爲未來成像系統之主流。1.步進機與掃描機生產線用248奈米機台，其數値孔徑約0.40-0.63，相擾度約0.3-0.8?固定或分段調整。機台有步進一重複機(Stcp・and・Rcpeat)，或簡稱步進機(Stepper)與步進_掃描機(Step-and-Scan)，或簡稱掃描機(Scanner)二種。兩者差異與優、缺點簡要說明如下：a.步進機優點：光強度較強，照射景域一次完成照射，所需照射時問較短；僅

5、品平台移動，易控制準確度，對準較易。缺點：需較大透鏡；光強度較強，透鏡易受傷害；對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位置固定，無平均像差等之效應。a.掃描機優點：透鏡可較小，成本低，易製造，像差少；可分割照射景域，對不平品圓之聚焦深度長；掃描照射面積可甚大，適合大品圓；光徑移動，可平均投影透鏡系統之扭曲、曲率及像差等。對品圓平坦性、聚焦誤差之寬容度皆較大。可改善品圓上相對於線條垂直(應力弱)與平行(應力強)方向拉伸應力不同造成投影縮小倍率之差異(約10ppm)°缺點：光強度較弱，照射主要由狹縫寬度與掃描速度決定，照射時問較

6、長；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，浪費照射時問；圖罩x-y平台與品x-y-Z平台須同步移動，對準較難。(因投影與圖罩圖案左右倒置，故品平台須與圖罩平台反向同步移動。如加裝反射鏡，可改爲同向同步移動。)a.未來趨勢縮小4或5倍之步進機將圖罩之圖案縮小後，在品圓(Wafer)上形成1個照射景域(ExposureField)9或稱照射射域(ExposureShot)、影像景域(ImageField)?以涵蓋至少1方面積爲10毫米？20毫米，爲涵蓋2

7、個品方，以方便檢測與互相比對，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25毫米？33毫米，在此條件下，步進機之透鏡景域(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。步進機需要更大之透鏡，有其成本、製造、像差等困擾，不易克服。此時，掃描機僅需

8、較小透鏡之優點將能凸顯，再加上述其他優點，較適合未來量產微影機台需求。半導體業界普遍認爲，使用強反射弱折射混合式之掃描機應爲未來微影機台