Bosh sahifa > Yangiliklar > Kontent

Photoresistning evolyutsiyasi

Mar 15, 2018

Yarimo'tkazgichli fotosuratchi, yarimo'tkazgich mahsulotlarini miniaturizatsiya qilish va funktsional diversifikatsiya qilishni talab qilganligi sababli, to'lqin uzunligini qisqartirish orqali chegara piksellar sonini doimo oshiradi, bu esa integratsiya davrlarning yuqori zichligiga erishish uchun. IC integratsiyasining takomillashtirilishi bilan jahon miqyosida integrallashgan davrning jarayonlar darajasi mikrometr, submikron, chuqur submikron darajasidan nanoskale bosqichiga kiritilgan.


Integral liniyasining torayib ketishining talablarini qondirish uchun UV-fotorezistorning G-liniyasi (436nm), I (365nm), KrF (248nm), ArF (193nm), F2 (157nm) to'lqin uzunligi, EUV yo'nalishi bo'yicha ultrabinafsha nurning yorqinligi va piksellar sonini oshirish texnologiyasi va fotorezistni doimiy ravishda ravshanlik darajasini yaxshilash.


Hozirgi vaqtda yarim o'tkazgich bozorida foydalaniladigan asosiy fotorezist G liniyasi, I liniyasi, KrF va ArF kabi fotorezistlarning to'rt turiga kiradi. G va I yo'nalishidagi fotorezistlar bozorda eng ko'p ishlatiladigan fotorezist.

 

  

EHM tizimi qismlari o'rtasida asosiy aloqalar mavjud:

R minimal xususiyat hajmi, ya'ni hal etilishi mumkin bo'lgan minimal masofa. K 1 doimiy va u Rayleigh sobit deb ham ataladi. Lambda - ta'sir qilishning yorug'lik manbasining to'lqin uzunligi, NA esa linzalarning raqamli oralig'i. Shuning uchun biz minimal xarakterli o'lchamlarni kamaytirish usuli yorug'lik manbaining to'lqin uzunligini kamaytirish va NA qiymatini oshirishdan iboratdir.

  

UV-DUV dan to'lqin uzunligini, yuqori bosimli zerikarli chiroqdan eksimer lazergacha nurni ta'sir qilish litografiya usuli uskuna to'lqinining uzunligi bilan ko'payishning rivojlanishi kamayadi. ASML tomonidan taqdim etilgan eng yorqin ultrabinafsha EUV fotorezistri, yorug'lik manbasi manbai sifatida plazmadagi kalay bug'ini ishlatib, to'lqin uzunligini 13,5nm ga qisqartiradi. Ammo butun fotolitografiya vakuum muhitida yuz berishi kerak va ishlab chiqarish tezligi past bo'ladi.


  

Yuqori o'lchamli ta'sir qilish manbalarining izlanishlari, shuningdek, odamlar ikki xil optik nur manbai X - nurlari va elektron nurlari haqida o'ylashadi. Elektron nurli litografiya - endi yuqori sifatli niqob va kattalashtiruvchi niqob ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan etuk texnologiya.


Ushbu uslub an'anaviy litografiya litografikasidan farq qiladi. U bevosita elektron nur va kompyuter nazorati bilan yozilishi mumkin va 0,25 ga erishish mumkinmi? Keling, M piksellar sonini. Biroq, bu ishlab chiqarish usuli sekinroq va vakuumda bajarilishi kerak.


X-to'lqin uzunligi faqat 4-50 A, ideal nur manbai, ammo X nurlari ko'pchilik niqobga kirishi mumkin va X-rentgen fotorezistini ishlab chiqishda ishlatilmayapti.


Lekin NA, odamlar ham immersion litografi mashinasi bilan keldi, ob'ektiv va fotorezist o'rtasida vosita, boshqa havo bilan almashtirilgan va NA ning soni oralig'ini sezilarli darajada oshirib, ta'sirini o'zgartirmasdan litografiya piksellar sonini oshiradi. al L. 193nm texnologiyasi asosida manba 45nm protsessor tugunining talablariga javob berishi mumkin, ammo 28nm jarayonlar tuguniga immersion texnologiyasi orqali erishish mumkin.


Suyuqlik va ikkilamchi ta'sir o'tkazish kombinatsiyasi 193 nm litografi ishlov berish tugunini 22nm darajasiga tushirishi mumkin, va protsessor tugunining chegarasi 10nm ga yetadi, bu esa 193 nm litografi hali bozorda keng qo'llaniladi.

 

  

Fotorezistorni qo'llash fotolitografiya mashinasining rivojlanishiga mos kelishi kerak. Yorug'lik ta'sirining litografiyasi ultrafiolet salbiy fotorezistandan fotosuratchani doimo takomillashtirish orqali, UV musbat fotorezist, DNQ-Novolac ijobiy va keyin chuqur UV fotoresistlar, kimyoviy kuchaygan fotorezistlar (CAR) o'rnini bosadigan siklizatsiyalangan kauchuk salbiy yaproq.


(1) UV nurli fotorezist

   EastMan-Kodak 1954 yilda birinchi nurlantiruvchi polimerni, polivinil spirtli sinnamatni sintezladi va elektron sanoatida ishlatiladigan birinchi fotorezist bo'lgan polivinil spirtli sinnamat va uning derivativ fotorezistr tizimini ishga tushirdi. 1958 yilda Kodak kompaniyasi tsiklik kauchuk - diazid fotorezistini ishlab chiqardi.

Ushbu yopishtiruvchi silikon gofretga yaxshi yopishganligi va tezkor nurlanishi va kuchli yalang'och qirish qobiliyatining afzalliklariga ega bo'lgani sababli 1980-yillarning boshlarida elektron sanoatida asosiy yopishtiruvchi bo'lib, o'sha davrdagi iste'molning 90% ni tashkil etadi.

Ammo, organik erituvchilar bilan rivojlanishi tufayli, film salbiy yopishqoqlikni bartaraf etishni cheklovchi rivojlanish vaqtida kengayadi, shuning uchun asosan alohida qurilmalar va 5 m, 2 m 3 m kompleks sxemalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Biroq, integratsiyalashgan davrlarning uzluksiz takomillashtirilishi bilan integral devredeki salbiy yopishtiruvchi dasturni asta-sekin pozitifle o'zgartirgan, ammo alohida-alohida qurilmalar sohasida juda ko'p dastur mavjud.


(2) UV musbat fotorezist

Fenolik qatronlar - taxminan 1950 yillarda gidroksidi ishlab chiqaruvchi diazonaftokinonli ijobiy fotorezistlar ishlab chiqilgan, rivojlanish jarayonida kino shishishi muammosi yo'q, shuning uchun yuqori piksellar sonini va quruq chuqurchaga chidamliligi kuchli, shuning uchun katta miqyosli integratsion elektron va keng ko'lamli integrallashgan elektron. Har xil turdagi UV-musbat fotorezist ta'sir qilish mashinasi keng spektrli UV fotometr (2-3 m, 0,8-1,2 m), G (0,5-0,6 m) musbat chiziq, I liniyasi (0,35-0,5 m) , asosan integral elektron ishlab chiqarish va LCD ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

I satr texnologiyasi 90-yillarning o'rtalarida G liniyasi fotorezistining o'rnini almashtirdi va hozirgi vaqtda eng keng tarqalgan fotorezist texnologiyasidir. I liniyani fotosuratga olish mexanizmini takomillashtirish bilan I liniyasi integrallashtirilgan 0.25um kontaktli liniyalarining ijobiy sathidan foydalanishi mumkin, I liniyasining xizmat muddatini uzaytirishi mumkin. Odatda, 1/3 qatlam haqiqiy asosiy qatlam bo'lib, 1/3 qatlam asosiy qatlam, qolgan 1/3 esa muhim bo'lmagan qatlamdir. Silikon qatlam bilan fotorezist va asbob texnologiyasining tanqidiy holatiga mos keladigan karma mos fotolitografiya usuli mavjud. Misol uchun, 0.22um DRAM qurilmalari, I liniya stepper, jami 20 qavat 13 qavat naqsh uchun asosiy qavat qurilmasini yaratishi mumkin, qolgan 7 qatlam chuqurlikdagi UV bosqichi bilan oldingi liniyani skanerdan ko'rishga kiritishi mumkin va men foydalanishni ishlab chiqarish xarajati, shuning uchun I photoreist uzoq vaqt davomida ma'lum bir bozor ulushini egallash uchun uzoq vaqt bo'ladi.


(3) chuqur UV fotoresistlar chuqur UV fotorezist

UV fotorezistlaridan farqli o'laroq, chuqur UV fotoresistlar kimyoviy kuchaygan fotorezistlardir (CAR). Avtotransport vositalarining xususiyatlari: fotosuratda fotosuratchi, nurli nurlanish ostida kislota kislotasi, pishirish, katalizator sifatida kislota, katalitik kino tuzuvchi qatron (plastmassa), guruhlarning himoyalanishi yoki katalitik o'zaro bog'liqlik agenti va biriktiruvchi qatronlar o'zaro bog'liqlik reaktsiyasi (salbiy yopishtiruvchi) );

Bundan tashqari, himoya reaktsiyasini va o'zaro bog'liqlik reaktsiyasini bartaraf qilganidan so'ng kislota yana iste'mol qilinmaydi va katalitik rol o'ynashni davom ettirishi mumkin, bu ta'sir qilish uchun zarur bo'lgan energiyani sezilarli darajada kamaytiradi, natijada fotorezistrning fotosensivligini sezilarli darajada oshiradi.

Krf eksimer lazer bilan 248nm fotorezistni ekspozitsiya manbai sifatida 1990 yildan boshlab ishlab chiqilgan va 1990 yillarning o'rtalariga kelib, etuk bosqichga kiritilgan. CARdagi eng keng tarqalgan ishlatiladigan fotosinisifikatlash agenti sulfan kislotasini ishlab chiqaradigan Weng tuzi yoki ion bo'lmagan foto kislota moddasi bo'lib, asosiy funktsional polimer poli (gidroksistiron) esterifikatsiyalanadi.

248nm fotorezist KrF eksimeri 0,25 m lizing liniyasi bilan birlashtirildi va 256M DRAM va tegishli logik devorning rivojlanishi, maruziyet mashinasi NA ni va 0.18 ~ 0.15 m li suyagiga muvaffaqiyatli tatbiq etilayotgan litsografik texnologiyani oshirib, 1G DRAM va tegishli qurilmalar. Faza o'zgaruvchan niqobli, off-axisli yoritish va yaqinlik tuzatish bilan, 248nm fotorezist grafikalar 0.1 M dan kam va 90nm tugunlarni kiritish mumkin.   

Ushbu natijalar 248nm fotorezist texnologiyasi etuk davrga kirganligini ko'rsatadi.

ArF 193nm ultrafioletning fotosintez va 248nm ultrafiolet fotorezistri tomonidan kimyoviy jihatdan kuchaygan fotorezistlar taxminan bir xil, ammo 243nm ultrafiolet fotosessori tufayli 243nm ultrafiolet fotosensisti bilan benzol o'z ichiga olgan qatronlar yordamida 193nmda kuchli absorbsiyaga ega va ultrabinafsha 193nm fotorezist.

193nm fotorezistondagi qatronlar talabi 193nm to'lqin uzunligida shaffofdir va substrat bilan yaxshi yopishadi, shisha o'tish jarayoni yuqori (umumiy talablar 130-170C), kimyoviy jihatdan kuchaygan fotorezistral ko'rish shuningdek kislota sezgir marjonlarni guruhlariga ega bo'lishi kerak. ko'rish qobiliyatini yaxshilash. Ko'p ishlatiladigan 193 nm fotorezist materiallari akrilat, eritma olefin qo'shilishi, uslubli olefin maleik anhidrit kopolimeri, silikon tarkibidagi kopolimer, ko'p kopolimerizatsiya tizimi va kichik molekulyar materiallarga bo'lingan.

Bugungi kunda 193nm bozor uchun asosiy echim bo'lib, u ham EUV ticarileştirilmesinden oldin eng rivojlangan bir çözümdür.


(4) keyingi avlod photovist

Davom etayotgan EUV fotolitografiyasi o'zining maxsus fotorezistiga mos kelishi kerak, va EUV fotolitografiya texnologiyasi ham EUV fotorezistiga juda katta talab qo'ydi. EUV fotorezistiga past nur o'tkazuvchanligi, yuqori shaffoflik, yuqori qatlam chidamliligi, yuqori aniqlik (kamida 22nm), yuqori sezuvchanlik, kam ta'sir qilish dozasi (kamida 2 10 mJ / sm), yuqori ekologik barqarorlik, past gaz va past chiziqli chet po'stlog'i kerak (kamroq 1,5nm dan kam).

Ushbu texnologiya faqat 13.4 nm yorug'lik manbasini qo'llaganligi sababli, asosiy materialda yuqori assimilyatsiya elementlari (masalan, F) kamayishi kerak va C / H nisbati ham ko'paytirilishi kerak, bu esa emilim miqdorini kamaytirishga yordam beradi materiallarning 13,5 nm. Pekindagi molekulyar fanlar laboratoriyasi va CAS kimyosida eslatilgan fotorezistlarning taraqqiyotiga bag'ishlangan tadqiqotlar, adabiyotda bildirilgan EUV litografiyasida ishlatiladigan uchta fotorezistral tizimning mavjudligini ko'rsatmoqda.