特征图形尺寸减小到纳米范围,伴随着更大直径的晶圆,增大了对低缺陷密度的需求,增大了芯片密度和尺寸,已对芯片制造工业界挖掘各种传统工艺的潜能和开发新的工艺技术提出挑战。接下来我们将探讨达到纳米尺度电路遇到一些问题和现在的一些解决办法。包括后光学光刻技术的讨论,综合起来称为下一代光刻技术(NGL)。
接下来的小编将分段为大家展开介绍:

1.描述4种与曝光有关的效应,这4种效应都会引起光刻图形畸变。
2.描绘双层光刻胶工艺的截面流程图。
3.描绘双大马士革制程工艺的截面流程图。
4.列举两种平坦化技术。

5.说出图像反转工艺的优点。
6.捲述抗反射涂层,反差增强涂层和光刻餃染色剂是怎样改进分辨率的。
7.识别光刻掩模版的薄膜部分并能讲出它对光刻工艺的贡献。
一、VLSI/ULSI集成电路图形处理过程中存在的问题

在之前我们详细描述的10步图形化工艺是单层光刻胶成像的基本工艺。这对于中规模(MSI)、某些简单的大规模(LSI)和超大规模(VLSI)集成电路是完全适用。然而,随着超大规模集成电路〔VLSI)/甚大规模集成电路(ULSI)集成电路要求的特怔图形尺寸越来越小,缺陷密度越来越低,这些基本光刻工艺已经明显显出其局限性。基本光刻工艺在亚3微米技术代显现出它的局限性.并在亚微米工艺时代变成关键问题。存在的问题主要包括光学曝光设备的物理限制,光刻胶分辨率的限制和许多与芯片表面有关的问题,比如芯片表面的反射现象和多层形貌。

光学设备

20世纪70年代中期,人们普遍认为使用光学设备和光学光刻胶所能达到的最小分辨率为1.5微米。这一预言使人们开始将更多的兴趣转移到x射线曝光系统和电子束曝光系统。

然而,随着许多对基本光学曝光工艺的改进和发展,使用光学曝光系统已能达到0.2微米的水平。有报告称:“工业未来学家认为到20世纪年代中期或者电子束或者x射线曝光将取代紫外(UV)和深紫外(DUV)光源”。这种事情并没有发生。光学光刻一直前进了数十年。每一代工程师对基于光学曝光系统图形化工艺进行改善,将业界代人100nm节点。过去的预言已经被SIA的国际半导体技术路线图(ITRS)所代替。下图列举了一些未来器件的节点和它们被引人的年份节点的基础是栅条宽度。光刻要求是以相邻线条长度的I节距为特征的。未来光刻工艺的另一个特征是曝光辐射的波长比在下图中显示得更大。光刻技术的某些未来的要求大约到2016年才可实现。在大多数情况下,技术要求还没有被定义。

表1

本讲主要讲解一些光学光刻存在的问题和一些先进工艺的解决办法。另外,在全部基本图形化工艺的各个部分,业界已经进行了延伸光学光刻和下一代光刻(NGL)技术的开发。它们包括光刻胶的开发、掩模材料和设计、曝光源(参见下图)、对准和曝光方案、反射控制和工艺方案。从现在到未来,光刻随技术节点前进将涉及各因素的组合。没有单一的光刻步骤能独占螯头。下图描述了未来芯片世界、系统和工艺的一般发展过程。

表2表3

光刻胶:常见的光刻胶分辨率问题主要是由进人光刻胶的光波波阵面引起的。通常我们只是简单地用直线和箭头表示光线,其实在光波波阵面中的放射线是由各种方向和各种能量的放射线组成的。它们会引起“虚像”(aerial image)现象。使用光学光刻技术解析0.5um和0.3um的图形需要对“虚像”有很好的控制。控制方法主要从三个方面人手:光学系统分辨率、光刻胶分辨率极限和芯片表面问题。第四个方面是刻蚀图形定义问题。光刻胶分辨率直接和所用的曝光源和曝光系统相适应。随着制造控制、化学与波长匹配,已经改善了基本光刻胶的组分。化学放大(CA)光刻胶将工艺推向0.25um范围。化学放大光刻胶被认为是将光刻带入90nm及以上节点的基础平台(随着未来的改善)-像老光刻胶一样,这些光刻胶是基于光敏的聚合物、光酸产生剂(PAG)、可溶解抑制剂、抗蚀性和酸不稳定性和碱可溶解团。新的光刻胶能在更恶劣的等离子刻蚀环境中工作。它们不仅必须是用于最小的特征尺寸,通常是栅条,而且要处理密集的图形和小的金属接触孔。此外,随着线条尺寸逼近光刻胶中的分子尺寸,刻蚀线边缘粗糙(LER)已成为一个因素。

评论

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong> 

required