步進掃描光刻機
發(fā)布時間:2008/12/3 0:00:00 訪問次數:862
步進掃描光刻系統是一種混合設各,融合了掃描投影光刻機和分步重復光刻機技術,是通過使用縮小透鏡掃描一個大曝光場圖像到晶片上一部分實現的。這種技術在一定程度上緩解了器件特征尺寸減小而半導體晶圓物理尺寸增加的問題。一束聚焦的狹長光帶同時掃過掩模版和晶片。這種光刻機的標準曝光尺寸為26 mm×33 mm。一旦掃描和圖形轉移過程結束,晶片就會步進到下一個曝光區(qū)域重復這個過程。使用步進掃描光刻機的優(yōu)點為:
。1)增大了曝光場,可以獲得較大的芯片尺寸;
。2)可以在投影掩模版上放多個圖形,因而一次曝光可以曝光多個芯片;
。3)具有整個掃描過程調節(jié)聚焦的能力,使透鏡缺陷和晶片平整度變化能夠得到補償。
但是,因為要對晶片和投影掩模版臺子的運動進行控制,步進掃描光刻機增加了機械容許偏差控制的要求。
光刻注意事項給出如下:
1)基片準備
由于基片的表面狀態(tài)對其后所涂膠模的黏附性影響較大,所以一定要保證基片的清潔和干燥,以使得膠模黏附性較好。通常的做法是涂膠前將基片在熱板上以150℃的高溫烘烤幾分鐘;也可以增涂增粘劑(hmds)。
2)涂膠
涂膠時要注意將基片放在吸盤正中間,且吸盤水平度較高,否則會影響膠模厚度的均勻性;勻膠時一般先低速旋轉將膠模鋪開,然后高速決定膠模厚度,一般轉速在1000~5 000 rpm。
3)前烘
前烘的目的是去除膠模中的絕大部分溶劑,增強膠模的光敏性。還可以改善膠模的均勻性和黏附性。前烘溫度不高,一般為100℃左右。
4)曝光
曝光是通過具有所要圖形的模版,將圖形傳遞到膠模上。光源一般采用汞燈或汞氙燈,所發(fā)光波長為紫外。對于正膠來說,曝光使得透光區(qū)的大分子鏈被破壞,顯影的時候這部分被去除;而對于負膠來說,曝光使得透光區(qū)的小分子發(fā)生交連,顯影時這部分被保留。所以正、負膠對于同一塊模版來說,所刻出的圖形是互補的。曝光時應注意的主要問題有,汞燈光源的發(fā)光強度、發(fā)光波長、發(fā)光均勻性、曝光模式及對刻出圖形的影響等。由于光刻膠一般是大分子,對光的散射較強,所以光的強度直接決定了厚膠情況下能夠到達膠模底部的光能量,這對于圖形的質量影響很大,不能靠單純地依靠增加曝光時間來改進;看發(fā)光波長對光刻質量的影響即是看光刻膠對這些波長的光是否敏感,以便選擇合適的曝光機。例如汞燈發(fā)出的光—般為320~450 nm,而汞氙燈卻可以發(fā)出200多nm的光。發(fā)光均勻性直接影響了曝光質量、顯影時間、圖形均勻性等。曝光模式一般分為真空接觸、硬接觸、軟接觸等。其中真空接觸精度最高,但對模版損壞較大,一般在需要高分辨率時使用。而硬接觸和軟接觸則可以在所刻圖形尺寸較大時使用。
5)顯影
顯影即是將膠模中的小分子(正膠是指透光部分,負膠指其非透光部分)溶解到顯影液的過程。顯影受溫度影響較大,一般需要的溫度是23℃±0.5℃。顯影時間一般控制在1min左右。
6)后烘
后烘又稱堅膜。目的是去除殘留的膠溶劑,增加膠模與基片的黏附性和抗蝕性。后烘溫度一股在90~140℃。上限溫度以膠模不發(fā)生熔融變形為準。如果刻蝕需要硬掩模(如二氧化硅、氮化硅)的話,則可以通過光刻將圖形轉移到這些硬掩模上,再進行刻蝕,得到所要的圖案。
有些光刻膠還需要其他額外的步驟。如化學增幅光刻膠需要在曝光后進行烘烤(稱為post exposure bake,簡稱peb,也有的資料翻譯成中烘),以使得膠中產生充分的酸催化劑,加強交連;又如反轉膠,還需要進行反轉烘和泛曝光等步驟。總之,使用具體的膠時需仔細閱讀其相關數據資料,研究其反應機理,這樣才易于形成穩(wěn)定的光刻工藝。
歡迎轉載,信息來自維庫電子市場網(www.dzsc.com)
步進掃描光刻系統是一種混合設各,融合了掃描投影光刻機和分步重復光刻機技術,是通過使用縮小透鏡掃描一個大曝光場圖像到晶片上一部分實現的。這種技術在一定程度上緩解了器件特征尺寸減小而半導體晶圓物理尺寸增加的問題。一束聚焦的狹長光帶同時掃過掩模版和晶片。這種光刻機的標準曝光尺寸為26 mm×33 mm。一旦掃描和圖形轉移過程結束,晶片就會步進到下一個曝光區(qū)域重復這個過程。使用步進掃描光刻機的優(yōu)點為:
。1)增大了曝光場,可以獲得較大的芯片尺寸;
。2)可以在投影掩模版上放多個圖形,因而一次曝光可以曝光多個芯片;
(3)具有整個掃描過程調節(jié)聚焦的能力,使透鏡缺陷和晶片平整度變化能夠得到補償。
但是,因為要對晶片和投影掩模版臺子的運動進行控制,步進掃描光刻機增加了機械容許偏差控制的要求。
光刻注意事項給出如下:
1)基片準備
由于基片的表面狀態(tài)對其后所涂膠模的黏附性影響較大,所以一定要保證基片的清潔和干燥,以使得膠模黏附性較好。通常的做法是涂膠前將基片在熱板上以150℃的高溫烘烤幾分鐘;也可以增涂增粘劑(hmds)。
2)涂膠
涂膠時要注意將基片放在吸盤正中間,且吸盤水平度較高,否則會影響膠模厚度的均勻性;勻膠時一般先低速旋轉將膠模鋪開,然后高速決定膠模厚度,一般轉速在1000~5 000 rpm。
3)前烘
前烘的目的是去除膠模中的絕大部分溶劑,增強膠模的光敏性。還可以改善膠模的均勻性和黏附性。前烘溫度不高,一般為100℃左右。
4)曝光
曝光是通過具有所要圖形的模版,將圖形傳遞到膠模上。光源一般采用汞燈或汞氙燈,所發(fā)光波長為紫外。對于正膠來說,曝光使得透光區(qū)的大分子鏈被破壞,顯影的時候這部分被去除;而對于負膠來說,曝光使得透光區(qū)的小分子發(fā)生交連,顯影時這部分被保留。所以正、負膠對于同一塊模版來說,所刻出的圖形是互補的。曝光時應注意的主要問題有,汞燈光源的發(fā)光強度、發(fā)光波長、發(fā)光均勻性、曝光模式及對刻出圖形的影響等。由于光刻膠一般是大分子,對光的散射較強,所以光的強度直接決定了厚膠情況下能夠到達膠模底部的光能量,這對于圖形的質量影響很大,不能靠單純地依靠增加曝光時間來改進;看發(fā)光波長對光刻質量的影響即是看光刻膠對這些波長的光是否敏感,以便選擇合適的曝光機。例如汞燈發(fā)出的光—般為320~450 nm,而汞氙燈卻可以發(fā)出200多nm的光。發(fā)光均勻性直接影響了曝光質量、顯影時間、圖形均勻性等。曝光模式一般分為真空接觸、硬接觸、軟接觸等。其中真空接觸精度最高,但對模版損壞較大,一般在需要高分辨率時使用。而硬接觸和軟接觸則可以在所刻圖形尺寸較大時使用。
5)顯影
顯影即是將膠模中的小分子(正膠是指透光部分,負膠指其非透光部分)溶解到顯影液的過程。顯影受溫度影響較大,一般需要的溫度是23℃±0.5℃。顯影時間一般控制在1min左右。
6)后烘
后烘又稱堅膜。目的是去除殘留的膠溶劑,增加膠模與基片的黏附性和抗蝕性。后烘溫度一股在90~140℃。上限溫度以膠模不發(fā)生熔融變形為準。如果刻蝕需要硬掩模(如二氧化硅、氮化硅)的話,則可以通過光刻將圖形轉移到這些硬掩模上,再進行刻蝕,得到所要的圖案。
有些光刻膠還需要其他額外的步驟。如化學增幅光刻膠需要在曝光后進行烘烤(稱為post exposure bake,簡稱peb,也有的資料翻譯成中烘),以使得膠中產生充分的酸催化劑,加強交連;又如反轉膠,還需要進行反轉烘和泛曝光等步驟。總之,使用具體的膠時需仔細閱讀其相關數據資料,研究其反應機理,這樣才易于形成穩(wěn)定的光刻工藝。
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