第13章 非光学光刻和先进光刻技术课件.ppt

《第13章 非光学光刻和先进光刻技术课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十二章光刻：非光学光刻和先进光刻技术12.1先进的光刻技术由于许多设备和工艺的改进，光学光刻技术的分辨能力得到延伸，当将来的某些分辨率极限使光学光刻技术的扩展不再可行，硅片图形必须转移为一种可替换的光刻工艺，即下一代光刻技术（NextGenerationLithography，NGL）。光刻技术的改进减小紫外光源波长提高光学光刻工具的数值孔径NA化学放大深紫外光刻胶分辨率提高技术（相移掩膜PSM和OPC技术）硅片平坦化以减小表面凹凸度光学光刻设备的先进化，如步进扫描光刻机■极紫外光刻技术（13nm）■

2、角度限制投影电子束光刻技术■离子束投影光刻技术■X射线光刻技术非光学光刻技术光学光刻中常用的UV波长可见光无线电波微波红外线Gamma射线UVX射线f(Hz)10101010101010101046810121416221820(m)420-2-4-6-8-14-10-12101010101010101010365436405248193157ghiDUVDUVVUVl(nm)12.2极紫外光刻技术（EUV）使用激光产生等离子源，获得约11－13nm的紫外波长，并期望光刻图形精度达到30nm。步进扫描

3、承片台步进扫描4倍反射投影掩模板大功率激光靶材料EUV等离子体多层涂层镜投影掩模板的1/4图形真空腔光产生：利用高功率激光加热负载（Xe或Sn）形成等离子体，等离子体辐射出紫外线。光收集：光收集器就是一个反射镜，通常是椭球面的，也有球面或平面的，其研究重点是增大收集角，提高反射效率和延长使用寿命。光纯化：光谱纯化是利用多层膜反射镜多次反射实现的，为了满足EUVL对光谱纯度的要求，通常要经过7次反射。目前的多层膜通常用硅作基底材料，每层厚度7nm左右，材料为Mo/Si，层数40层左右，目前达到的峰值反射率

4、接近70%。反射式掩膜：反射式EUV掩模衬基为高反射率多层膜，而吸收体材料一般是铬（Cr），也有用其它金属的。铬薄膜常用高真空溅射法淀积到掩模衬基上。需经过优化溅射工艺使铬薄膜基本无针孔，并降低铬薄膜内应力，有时需用一定的表面处理方法来提高铬薄膜和掩模衬基之间的粘附力。极紫外光刻技术的问题难以找到合适的掩膜版材料和光学系统。最近人们发现金属Mo和Si组成的多层膜结构对13nm的EUV具有较高的反射系数。所有设备均需工作在高真空环境下。光源功率较低。靶材的使用寿命较低。合适的光刻胶。JILA实验室的EUV

5、发生装置EUV光波和激光之间的相位不一样，如果没有相匹配技术，EUV光束的强度和相干性会大大减弱。JILA技术中，科学家们采用准相匹配技术，对光导纤维进行了周期性的调整，每1mm左右长度的纤维其直径要改变约10um。最终通过光导产生了高效和高度聚焦的EUV光束。2006年8月，ASMLHoldingNV为纽约奥尔巴尼大学的纳米科学和技术学院（CNSE)发送了世界上第一台EUV光刻机。这套设备主要用于研发，而非量产。根据该大学的消息，ASML这套名为“AlphaDemoTool(ADT)”的设备价值650

6、0万美元，已经处于EUV光刻技术研发和商业化的临界点。12.3角度限制投影电子束光刻（SCALPEL）角度限制投影电子束光刻（SCALPEL）系统主要由电子束光源、干涉仪、掩模工作台、透镜、拼接偏转器、芯片工作台和扫描装置等部件组成。平行的电子束入射到由极薄的SiNx薄膜和薄的高原子序数材料（Cr/W）组成的掩模上，穿过氮化硅膜的电子基本不散射，相反穿过金属膜的电子散射严重。这些电子再经过磁透镜聚焦后穿过一个置于焦平面上的角度限制光阑，此时散射严重的电子透过率很低，相反地，低散射电子则基本上穿过去了。所

7、有这些电子再通过一个磁透镜形成平行束，这样就形成了高反差图形。这一电子束投影过程被设计成四倍的缩小。掩膜版SCALPEL掩膜版示意图为了改善薄膜掩模的机械稳定性，图形被分成每毫米一排，在最终的图形中进行拼接，包括使电子束产生偏转的高原子序数Cr/W材料的边缘区，这些边缘区环绕在每个曝光区周围，构成了图形的边沿部分。高原子序数的Cr/W材料会高角度地散射电子束，而低原子序数的薄膜材料中的散射产生的速度角度的变化可以忽略。投影系统后焦面中的光阑挡住了散射电子束，产生了高反差的空间图形。电子束光刻胶电子束光刻

8、胶的主要参数是对于曝光类型和能量的对比度及灵敏度，表1列出了几种光刻胶的电子束光刻（EBL）参数。对于高分辨率工作，常用的正性光刻胶为聚甲基丙稀酸甲酯（PMMA），它有较理想的灵敏度，且具有较佳的对比度。电子束产生Ta热阴极电子枪结构图SCALPEL技术希望具有大面积、高均匀度、低亮度的投影电子束光源，并获得相当高的总发射度。VB300电子束光刻工具SCALPEL的问题ABCD123ABCD123ABCD123ABCD123ABCD123A