半导体制造工艺krf光刻工艺技术

半导体制造工艺KrF光刻工艺技术
随着IC技术向深亚微米方向发展,光学光刻的发展也进入了一个崭新的阶段。近几年248nm 和193nm技术的发展带动了IC产业进一步的辉煌,半导体制造工艺迎来了90nm的时代。下一个研究开发的焦点将转移到65nm工艺,目前最引人注意的是利用193nm ArF作为光源的浸没式光刻技术。248nm KrF光刻技术已广泛应用于0.13μm工艺的生产中,主要应用于150,200和300mm的硅晶圆生产中。
随着IC技术向深亚微米方向发展,光学光刻的发展也进入了一个崭新的阶段。近几年248nm 和193nm技术的发展带动了IC产业进一步的辉煌,半导体制造工艺迎来了90nm的时代。下一个研究开发的焦点将转移到65nm工艺,目前最引人注意的是利用193nm ArF作为光源的浸没式光刻技术。248nm KrF光刻技术已广泛应用于0.13μm工艺的生产中,主要应用于150,200和300mm的硅晶圆生产中。在实际的工艺中,剥离工艺和腐蚀工艺都是形成光刻图形的手段,两种工艺在工艺设计中存在一定的差异。剥离工艺与常规的干法刻蚀工艺的主要区别是剥离工艺用的是物理方法,而腐蚀工艺用的是化学方法,所以两者对工艺要求的不同点是光刻图形的形貌。在248nm KrF光刻和i-Line光刻工艺中,光刻胶在化学性能方面有着比较大的不同,同时两种光刻机所使用的光源完全不同,利用 248nm KrF光刻技术实现一些在半导体制造中的特殊工艺,特别是在目前发展比较迅速的化合物半导体的生产中有着非常重要的意义。
2 工艺原理和工艺中的问题
2.1 剥离工艺
剥离工艺是一些特殊工艺中形成图形的比较简单的物理方法,优点是可以使用多种材料组合,允许多层金属蒸发,允许腐蚀较困难的多层金属布线,避免了因干法和湿法腐蚀带来钻蚀(undercut)和腐蚀问题。剥离工艺注重的是光刻胶所形成的形貌,它是剥离工艺的关键(如图1)。光刻胶经过特殊处理后形成适合剥离的光刻胶的形貌图。倒梯形的光刻胶形貌是剥离工艺中必须满足的条件。蒸发后的条宽与光刻胶的剖面同样关系密切,进入亚微米以后,由于蒸发过程中衍射和自掩蔽效应、蒸发过程中的入射角度问题,给剥离工艺带来较大的困难,所以248nm KrF光刻工艺中的工艺优化显得尤为重要。248nm KrF光刻工艺比i-Line 具有分辨率高、能够光刻出更细的线条来满足工艺的要求等优点。对于常规的腐蚀工艺,248nm KrF光刻能够制作出0.15μm的线条,但对于剥离工艺的要求,只能达到0.25μm的金属图形,因为两种工艺的要求和设计有非常大的区别,同时采用的工艺途径也有很大的区别,所以说,对于不同的工艺路线,在同种的光刻中要注意的问题就有不同的侧重。采用248nm KrF技术是为了提高光刻图形的分辨率,同时带来了光学临近效应,在版图设计时是必须考虑的问题。
2.2 成像原理
2.2.1 248nm光源的形成
248nm光源的形成是利用F2和Kr气体电离后产生的激光,反应过程如下
e+F2——F+F-
e+kr——2e+kr+
kr+ +F-+Ne——KrF +Ne
在亚微米的光刻技术中,对光学光刻存在一些条件的限制,如衍射、透镜的焦平面的限制、低对比度的光刻胶、干涉等 [1]。对于相干光源时,当 Pitch <λ/NA 时,不能形成图象,当Pitch >λ/NA才能形成图象,所以分辨率的极限值为 Pitch=λ/NA。对于不相干光源时,σ=r/R,根据Rayleigh 判据,Pitch=λ/(1+σ)NA,对于等间距(dense lines),Pitch=2CD,所以 CD=λ/2(1+σ)NA。总的来讲,在亚微米光刻工艺中,分辨率与光源的波长、数值孔径、照明的模式、镜头的设计等有着密切的联系。目前常用的照明模式有[2]:传统的照明、环形照明、双极照明、四极照明、类星体照明模式等,如图2。
从图3中可以看出:248nm KrF的光刻与i-line光刻有着很大的区别,特别是形成图形的光刻胶内部的化学变化,所以在248nm KrF的光刻工艺中,我们要注意的是:聚焦平面的位置,因为248nmKrF的聚焦深度比i-line光刻的小。图4,5 [3]说明曝光能量的容差小,曝光后在一定的时间内必须进行PEB(post exposure bake)和显影,而且要求环境中的碱性气体含量小于1×10 -8,防止碱性气体与H+中和形成T-Top图形。
2.2.2 与工艺相关几个因素
会计 审计
在实际的工作中会遇到许多条件的变化,因此调整光刻机的硬件参数也是工艺优化中的主要工作。图6~11,是用方框图表示的几个主要参数的相关影响因素,在实际工作中,根据工艺要求做适当考虑的主要有分辨率、套刻精度、镜头参数、聚焦、线条宽度、光学临近效应等。
从方框图中可以看出影响工艺的因素有很多,但主要的是:曝光能量、胶的选择(高Ea 的ESCAP和低Ea的Acetal)、版图的设计(光学临近效应)、前烘和PEB的温度、曝光后的停留时间、工艺设计、工艺要求。
2.2.3 工艺中环境的影响
气浮影响厂房环境的主要化学药品有NMP,NH 3,TMAH,HMDS,人员,墙壁的油漆等。虽然对i-line 光刻影响非常小,但对248nm KrF光刻工艺会产生不良的结果。下面在实际的工作中248nm KrF光刻工艺遇到的几个问题所产生的结果。图12是显影前停留时间对图形的影响,条件是前烘 135℃,60s;后烘135℃,60s;区别是上图有反射涂层,下图无反射涂层。图13是后烘温度和停留时间对图形的影响(前烘130 ℃,60s)。
这些工艺中常出现的问题,主要是曝光后的停留时间太长,因厂房中碱性气体比较难控制,空气中碱
性气体与光刻胶中的H+ 发生中和,导致显影后出现的控制线宽变化较大,甚至连条现象。248nm KrF光刻与环境和光刻胶的选择有比较大的关系,它对剥离和腐蚀工艺中控制线宽有相当大的影响。同时它对前烘、PEB的温度和时间也有很大的关系,在实际的工艺中,要根据不同的胶选择不同的工艺条件。
外套膜
3 结束语
光刻工艺在半导体工艺中对设备和环境条件方面的要求是最严格的。248nm KrF光刻工艺中,
通过对出现问题的分析和试验,解决了工艺厂房的环境问题对248nm KrF和i-line光刻的不良影响。本文针对在实际的工艺中,不同的环境、不同的工艺设计、不同的工艺要求等方面的情形,给出了几个主要影响因素。从而实现光刻工艺在低消耗情况下的高产量,在满足控制线宽的情况下的高成品率,套刻精度满足控制线宽的1/4。目前248nm KrF光刻已经广泛地用于0.15μm工艺中。在248nm KrF光刻工艺的控制中,由于它对环境的要求比较高,在工艺中容易出现一些在i-line光刻中不易出现的问题,在实际工作要特别注意。
《简爱》是一本具有多年历史的文学着作。至今已152年的历史了。它的成功在于它详细的内容,精彩的片段。在译序中,它还详细地介绍了《简爱》的作者一些背景故事。
从中我了解到了作者夏洛蒂.勃郎特的许多事。她出生在一个年经济困顿、多灾多难的家庭;居住在一个远离尘器的穷乡僻壤;生活在革命势头正健,国家由农民向工业国过渡,新兴资产阶级日益壮大的时代,这些都给她的小说创作上打上了可见的烙印。
可惜,上帝似乎毫不吝啬的塑造了这个天才们。有似乎急不可耐伸出了毁灭之手。这些才华横溢的儿女,都无一例外的先于父亲再人生的黄金时间离开了人间。惜乎,勃郎特妹!
《简爱》这本小说,主要通过简。爱与罗切斯特之间一波三折的爱情故事,塑造了一个出生低微、生活道路曲折,却始终坚持维护独立人格、追求个性自由、主张人生平等、不向人生低头的坚强女性。
简。爱生存在一个父母双亡,寄人篱下的环境。从小就承受着与同龄人不一样的待遇:姨妈的嫌弃,表的蔑视,表哥的侮辱和毒打。。。。。。然而,她并没有绝望,她并没有自我摧毁,并没有在侮辱中沉沦。所带来的种种不幸的一切,相反,换回的却是简。爱的无限信心,却是简。爱的坚强不屈的精神,一种可战胜的内在人格力量。
伟力糖尿病仪不幸,在学习生活中,简。爱仍然是承受着肉体上的受罚和心灵上的催残。学
校的施主罗可赫斯特不但当着全校师生的面诋毁她,而且把她置于耻辱台上示众。使她在全校师生面前丢尽了脸。但简。爱仍坚强不屈,化悲愤为力量,不但在学习上飞速进步,而且也取得了师生们的理解。
不久,简。爱又陷入了爱情的旋涡。个性及强的她同样保持着个人高贵的尊严,在情敌面前显得大家闺秀,毫不逊,对于英格拉姆小的咄咄逼人,她从容面对。
同样,在罗切斯特的面前,她从不因为自己是一个地位低贱的家庭教师,而感到自卑,她认为他们是平等的。不应该因为她是仆人,而不能受到别人的尊重。也正因为她的正直,高尚,纯洁,心灵没有受到世俗社会的污染。使得罗切斯特感到自惭性秽,同时对她肃然起敬,并深深地爱上了她。他的真心,让她感动,她接受了他。后来,简。爱发现罗切斯特已有了妻子,她的自尊自重再次出现,毫不犹豫地离开了他,她对爱情的专一,让我敬佩。
最后,简。爱得知,罗切斯特为了拯救在活中的妻子不幸双目失明。躯体严重残疾,完全丧失了生活能力,而同时又妻亡财毁。简。爱全身心的爱再次投入了他的怀抱。。。。。。
从这本书中,可以看出它塑造了一个体现新兴阶级的某些要求的女性形象,刻画了工业革命时期的时代精神。
简爱读书心得1000字二:
前几天,我刚读完了一本书,书的名字叫做《简·爱》。
这本书的作者叫夏洛蒂·勃朗特,她有两个妹妹,她们都是女强人。夏洛蒂·勃朗特我对她有些了解,
因为我学过一篇关于她的课文。所以,她的代表作《简·爱》我也就自然而然的知道了。
我曾经听说过《简·爱》的小部分故事,只知道简·爱和一个比她大四岁的约翰打起仗来,使自己浑身上下伤痕累累,痛苦不堪,还被里德舅妈关在红屋子里,对此,我一直以为简·爱是一个自不量力的人。
然而当我翻开这本书的时候,我才知道,原来简·爱是那么不平凡的一个人,她是一个坚强、善良、勇敢、具有吸引力的小女孩。小麻豆
刚开始看简·爱时,才发现,原来简·爱是一个弱小的女孩,她常常受到别人的欺负。但是,她被自己的舅妈的儿子欺负的时候,自己的舅妈却总是睁一只眼闭一只眼,但经过自己的反抗,小简·爱终于可以离开自己的舅妈,离开别人的欺负,来到了劳渥德。
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令小简·爱意想不到的是,自己的舅妈居然告诉劳渥德的牧师,说她是一个小骗子,是一个坏孩子。简·爱虽然小,但她知道尊严,她虽然知道自己蒙受了不白之冤,但是她知道自己的力量小,根本就不能抵抗,但是我知道,她心中有一团怒火正燃烧起来,跟加强了她要永远离开里德舅妈的意念。
在劳渥德的时间里,或许简·爱她觉得很苦,但值得佩服的是,简·爱失去了自己最好的朋友——海伦以后,我发现她变的更坚强了,也让我对她有些刮目相看。
在劳渥德所学到的东西,可以让简·爱当上一名家庭教师,而她工作的地方,也就是在桑菲尔德府。接下来的时间,简·爱在
桑菲尔德府不仅遇到了天真活泼的小阿黛勒,也使她到了自己的爱情,虽然在寻求爱情的这段时间中有酸,有甜,有苦,有辣,但她终于熬过来了,并和她的爱人幸福地生活下去。
书的末尾就是这样,这是人人都想得到的结果,也是夏洛蒂·勃朗特的结果。书中的简·爱虽然不美,但是她淳朴、善良、坚强,最终赢得自己的爱情,这不就是她

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