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《光刻中激光線寬影響與分辨率增強(qiáng)技術(shù)的分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文代表了光學(xué)系統(tǒng)的工藝因子，并且能夠影響分辨率。然而，要把k，減小到0．6以下受到實(shí)際的限制。但是現(xiàn)在已經(jīng)有了一些可行的分辨率增強(qiáng)技術(shù)。霪煮0251．O緩寬翻搦】黔的尺寸必須栩簿：隧饕特征冠寸藏刀、，要將特征圖形彼此分開筻醫(yī)難圖卜1器件的分辨率Fig．1—1Theresolutionofapparatus(2)焦深DOF=k，_魯，表示一定工藝條件下，能刻出最小線寬時像面偏離理想‘fM)2’焦平面的范圍，在這個范圍內(nèi)圖像連續(xù)地保持清晰，焦點(diǎn)是沿透鏡中心出現(xiàn)最佳圖像的點(diǎn)。焦深則是焦點(diǎn)上面和下面的范圍，在這里的能量相對
2、為常量。焦點(diǎn)可能不是正好在光刻膠層中心，但是焦深應(yīng)該穿越光刻膠層上下表面。焦深越大，對圖形的制作越有利。圖卜2焦深示意圖Fig．1—2SchemeofDOF任何曝光系統(tǒng)的可用焦深都應(yīng)該通過實(shí)驗(yàn)來確定相應(yīng)的工藝參數(shù)和相匹配的環(huán)境條件，目的就是找到并維持整個硅片和不同硅片的最佳聚焦。焦深方程的含義是如果第一章緒論分辨率提高了，那么焦深就會減小，焦深減小的結(jié)果就是嚴(yán)重的縮減了光學(xué)系統(tǒng)的工藝寬容度。(3)對比度c。rttrctst=五Zm=_ax了--1iram，乙和k分別為像面上光強(qiáng)的最大值與最小值，是評價成像圖形質(zhì)量的重要指標(biāo)。對比度越高，
3、光刻度越高，光刻出來的微細(xì)圖形越好。(4)曝光寬容度定義為能夠保證線寬在指定的焦距的歸一化尺寸范圍內(nèi)的變化不超過±10％的曝光能量的范圍，曝光寬容度越大，對光刻圖形的制作越有利。1．1．2一般光刻工藝步驟光刻蝕是一種多步驟的圖形轉(zhuǎn)移過程，首先是在掩模版上形成光刻所需要的圖形，之后通過光刻工藝把所需要的圖形轉(zhuǎn)移到硅片表面的每一層，下圖以正效應(yīng)光刻膠和亮場掩模版在硅片表面建立凸起圖形的情況為例說明光刻工藝步驟。工藝步驟目的辯難和曝光掩膜數(shù)和慝形在晶蹶上的臻確對準(zhǔn)和光刻黢的曝光。正黢被光溶解顯影去豫非聚合斃刻駁刻蝕表屢壺豫光刻駿去滁兜刻駿壺涂
4、—士擊些縣#熊≤∽易圖1-3光刻工藝步驟Fig．1-3Theprogressoflithography簡單來說，整個光刻工藝就是一系列圖形轉(zhuǎn)移的過程，和照片印刷的概念十分類似，首先通過激光刻寫等手段將版圖轉(zhuǎn)移到掩模版(Mask)表面，在光刻過程中，光3廣東X-：lk大學(xué)碩士學(xué)位論文源投射的光線透過掩模版后在硅片表面的光刻膠中形成掩模圖形的空間像。光刻膠感光后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過定影顯影的步驟后掩模圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，而后在經(jīng)過烘烤以及蝕刻等若干步驟后，掩模圖形從光刻膠表面轉(zhuǎn)移到硅片表面，從而最終實(shí)現(xiàn)集成電路版圖圖形向硅片表面的轉(zhuǎn)移，然而由
5、于物理系統(tǒng)和實(shí)際環(huán)境的各種限制，這種圖形轉(zhuǎn)移過程不可能是完全精確的，通常存在著各種畸變。1．2傳統(tǒng)光刻技術(shù)光刻生產(chǎn)過程中的一個關(guān)鍵步驟是利用光學(xué)曝光的方法進(jìn)行底版和印制板間的圖像轉(zhuǎn)移。工業(yè)上生產(chǎn)中所采用的光刻技術(shù)通常分為五類：接觸式成像、接近式成像、步進(jìn)重復(fù)成像、激光直接成像和激光掃描投影成像?。1．2．1接觸式光刻成像接觸式光刻是SSI時代直到20世紀(jì)70年代的主要光刻手段，它被用于線寬尺寸約5微米及以上的生產(chǎn)方式中。盡管0．4微米線寬也能實(shí)現(xiàn)，但是現(xiàn)今接觸式光刻機(jī)已不被廣泛使用。接觸式成像技術(shù)需要照相原版，并且曝光生產(chǎn)底版與印制板必
6、須充分接觸。在成像過程中，紫外光直接照射生產(chǎn)底版，光線穿過底版透明部分在印制板上形成陰影部分嚕，，曝光時間根據(jù)光致抗蝕劑的要求而定，一般為10-30秒。而光致抗蝕劑曝光需要較大的曝光強(qiáng)度，通常要求在200-500mJ／cm2的范圍內(nèi)。然而印制板工藝的發(fā)展使得接觸成像的局限性越來越明顯。首先，隨著大面積印制電路板導(dǎo)線或間距的不斷變細(xì)以及定位精度、分辨率的提高而產(chǎn)生了一系列問題，并且都難以解決。接觸式光刻系統(tǒng)依賴人的操作，并且容易被沾污，因?yàn)檠谀０婧凸饪棠z是直接接觸的。顆粒沾污損壞了光刻膠層、掩模版或者導(dǎo)致兩者都損壞，每5次到25次操作就需
7、要更換掩模版。其次，大面積不均勻的接觸容易引起線條寬度和邊緣清晰度的變化，顆粒的周圍區(qū)域都存在分辨率的問題，而且精細(xì)圖形印制板要求的嚴(yán)格定位也不可能用接觸成像技術(shù)簡單完成。利用曝光成像只能在印制板與生產(chǎn)底版之間充分接觸后才能很好的完成，而實(shí)際生產(chǎn)中由于定位不是非常精確而不能滿足兩者間有完全的接觸，因此往往不能達(dá)到預(yù)定的要求，在對準(zhǔn)時整個硅片的偏差又必須在所需容差內(nèi)，因此當(dāng)硅片尺寸增加后就產(chǎn)生了套準(zhǔn)精度的問題。1．2．2接近式光刻成像4第一童緒論為了緩解接觸成像技術(shù)產(chǎn)生的沾污問題，接近式光刻機(jī)就得以發(fā)展起來。在20世紀(jì)70年代的SSI時代
8、同時普遍應(yīng)用。這些光刻機(jī)如今仍然在生產(chǎn)量小的實(shí)驗(yàn)室或較老的生產(chǎn)分離器件的硅片生產(chǎn)線中使用，它們適用于線寬尺寸2到4微米，依賴于諸如襯底表面反射率等因素。在使用接近式光刻中，需要連續(xù)復(fù)制整個晶片圖形，掩模版與
