未来几年,我们将掌握临界尺寸在 30 纳米 - 150 纳米数量级的纳米电子和光子微结构。电子和离子光刻技术可以满足进一步电子设备小型化挑战的要求。定量估计光刻胶改性参数 [I] 是优化电子和离子光刻曝光以及相关的显影过程的重要一步。由于光刻胶层的聚合物分子发生交联或断裂,溶解率在辐照后会发生变化。经过适当溶剂(显影剂)的适当显影过程后,可以观察到光刻胶层中的浮雕微结构。在显影过程中,正光刻胶的辐照区域和负光刻胶的相反区域(未辐照区域)被去除。辐照点的溶解率变化取决于所使用的曝光剂量。聚合物光刻胶对辐射(电子束和离子束)的敏感度是通过曝光图像显影过程中的最小剂量 Do 来衡量的。光刻胶的敏感度由辐射粒子的辐射效率决定,辐射效率可以用吸收能量每单位(即电子伏特)的平均化学事件数(断链或破坏)来表征。在高分辨率电子束和离子束光刻领域,非常重要的一点是
光学光刻技术包括将特定图案从光学掩模转移到沉积在基板上的感光聚合物(通常称为光刻胶)上(Levinson,2005;Mack,2007;Xiao,2012)。因此,第一个主要步骤是沉积均匀的薄膜。这是通过旋涂工艺实现的(Luurtsema,1997)。将少量材料倒入基板中心。然后高速旋转基板,通过离心力将涂层材料摊开。图 1 表示了该过程的示意图。然后,经过热烘烤工艺后,基板通过光学掩模暴露于紫外光源下,以将图案从掩模转移到光刻胶上。曝光会导致光刻胶发生化学变化,当样品浸入溶液深处(称为显影剂)时,可以去除曝光的光刻胶(正片光刻)或未曝光的光刻胶(负片光刻)。通过控制掩模版和光刻胶之间的距离来实现最大分辨率
因此,给定最终宽度和曲率半径 R,就可以预先确定所需光刻胶的高度。该模型假设光刻胶和基板之间的临界接触角没有影响,并为近似回流光刻胶形状提供了一个起点。参考文献 2 将临界角作为次要约束,并发现对于 S1818 光刻胶,其对回流温度(120 到 170°C 之间)的依赖性大约为 y = -0.2431x + 48.344。参考文献 3(配套论文)研究了 3 种描述光刻胶形状的分析模型。模型 A 使用 Sheridan 等人提出的 4 阶多项式模型;这与模型 B(“总和模型”)和模型 C(“乘积”模型)进行了比较,后两者均使用 4 阶多项式来捕捉与球形概念的偏差。使用边界条件计算系数,包括:面积、中心高度、边缘=0 和临界角。
引言目前,光刻是多种半导体器件和集成电路一般生产周期中的主要工艺之一。重氮喹诺酮酚醛 (DQN) 光刻胶广泛用作亚微米和纳米光刻的掩模 [1–4]。现代电子学中形成掺杂区的主要方法之一是离子注入 (II)。该方法可以精确控制掺杂剂浓度,且具有工艺多功能性和灵活性的特点。DQN 光刻胶与紫外线、X 射线和可见辐射的相互作用已得到充分详细研究,而离子辐照引起的过程仍然知之甚少,尽管它们会显著影响所创建器件的质量 [4–6]。在聚合物的 II 期间,辐射诱导过程先前已被证明会发生在离子路径区域内及其外部 [5, 7–9]。例如,在 [5] 中发现了 DQN 抗蚀剂膜在锑离子注入层后面的辐射硬化。然而,导致 II 层后面的 DQN 抗蚀剂的物理机械性能发生变化的辐射诱导过程的机制尚未确定。对于薄膜研究,受抑全内反射 (TIR) 的 FTIR 光谱可以定性和定量地获取固体中复杂有机化合物及其混合物的成分和结构
独特功能 – 高耐湿蚀刻和干蚀刻性 – 光刻胶图案具有良好的热稳定性 – 可调图案轮廓:垂直至底切 – 水性碱性显影 – 易于去除 – 提供多种粘度的光刻胶
光刻和图案化将继续发展,但面临许多挑战。预计 2024 年将推出 0.55 NA 的高 NA 工具,但需要在光源、工具、掩模、材料、计算光刻和随机控制方面进行改进,以使这些工具能够投入生产使用。预计工艺窗口会很小,迫使使用更薄的光刻胶,并且可能还需要改进工艺集成方案。高 NA 工具的较小场尺寸对于某些产品设计来说很困难。这可能会刺激许多相对较小的芯片的高性能封装的增长。人们也在考虑采用更大的掩模尺寸来实现更大的曝光场。需要改进光刻胶和相关材料,但即使有了改进,为了能够充分控制随机效应,印刷剂量仍将继续增加。从长远来看,可以开发更高 NA 的 EUV(“超 NA”),但这面临许多技术挑战,并且可能被证明不如 0.33 或 0.55 NA EUV 的多重图案化有效。化学增强型光刻胶将至少在 1 纳米逻辑节点之前继续作为主力光刻胶,但基于金属的新型光刻胶(湿法和干法沉积)显示出良好的前景。随着世界对环境问题的关注度不断提高,能源效率和化学安全性也成为关注的焦点。
随着光刻技术在缩小微电子设备方面的能力不断提高,对改进的光刻胶材料的需求也日益迫切,尤其是对于极紫外 (EUV) 光刻胶。在这项工作中,我们研究了一种称为“alucone”的 Al 基混合薄膜光刻胶的分子层沉积 (MLD),这扩展了我们之前对 Hf 基混合薄膜“hafnicone”作为 EUV 光刻胶进行测试的研究。Alucone 在 100 ºC 下使用金属前体三甲基铝和有机前体乙二醇生长。与 hafnicone 一样,alucone 表现为负性光刻胶,可以分辨 50 纳米线宽,但初步数据表明 alucone 的线条图案比 hafnicone 的线条图案更清晰。使用 3 M HCl 作为显影剂时,铪酮的灵敏度为 400 μC/cm 2,而 alucone 的灵敏度则不太好(使用 0.125 M HCl 时为 4800 μC/cm 2)。我们对 alucone 的研究为 MLD 薄膜的结构特征提供了新的见解,从而可以实现所需的 EUV 响应行为。这一见解可能会加速用于电子束和 EUV 光刻的气相沉积无机光刻胶的开发。关键词:光刻胶、薄膜、极紫外 (EUV) 光刻、分子层沉积 (MLD)、原子层沉积 (ALD)、有机-无机混合材料
Lam Research、Entegris、Gelest 联手推进 EUV 干光刻胶技术生态系统 2022 年 7 月 12 日 该合作为采用突破性技术的全球芯片制造商提供强大的化学品供应链,并支持下一代 EUV 应用的研发 旧金山,2022 年 7 月 12 日 /美通社/ -- SEMICON WEST 2022 -- Lam Research Corp. (NASDAQ: LRCX)、Entegris, Inc. (NASDAQ: ENTG) 和三菱化学集团旗下公司 Gelest, Inc 今天宣布达成战略合作,该合作将为全球半导体制造商提供可靠的前体化学品,用于 Lam 突破性的极紫外 (EUV) 光刻胶干光刻胶技术,这是生产下一代半导体的创新方法。 双方将共同致力于 EUV 干光刻胶技术研发,用于未来几代逻辑和 DRAM 产品,帮助实现从机器学习和人工智能到移动设备的一切。强大的工艺化学品供应链对于 EUV 干光刻胶技术融入大批量生产至关重要。这项新的长期合作进一步拓宽了干光刻胶技术不断发展的生态系统,并将提供来自半导体材料领导者的双源供应,确保在全球所有市场持续交付。此外,Lam、Entegris 和 Gelest 将共同努力,加速开发未来具有成本效益的 EUV 干光刻胶解决方案,用于高数值孔径 (high-NA) EUV 图案化。高 NA EUV 被广泛视为未来几十年器件持续缩小和半导体技术进步所需的图案化技术。干光刻胶提供高蚀刻抗性和可调节的沉积和开发厚度缩放,以支持高 NA EUV 降低的焦深要求。Lam Research 执行副总裁兼首席技术官 Rick Gottscho 表示:“干光刻胶技术是一项突破,它打破了使用 EUV 光刻技术扩展到未来 DRAM 节点和逻辑的最大障碍。” “此次合作将 Lam 的干光刻胶专业知识和尖端解决方案与两家行业前体化学品领导者的材料科学能力和值得信赖的供应渠道结合在一起。干光刻胶生态系统的这一重要扩展为该技术令人兴奋的新水平创新和大批量生产铺平了道路。”干光刻胶最初由 Lam 与 ASML 和 IMEC 合作开发,它提高了 EUV 光刻的分辨率、生产率和良率,从而解决了与创建下一代 DRAM 和逻辑技术相关的关键挑战。它提供了卓越的剂量与尺寸和剂量与缺陷率性能,从而提高了 EUV 扫描仪的生产率并降低了拥有成本。此外,Lam 的干光刻胶工艺比传统光刻胶工艺消耗更少的能源,原材料消耗减少五到十倍,从而提供了关键的可持续发展优势。“Lam 的干光刻胶方法体现了材料层面的关键创新,并提供了广泛的优势,包括更好的分辨率、更高的成本效益和令人信服的可持续发展优势,”Entegris 首席执行官 Bertrand Loy 表示。“我们很自豪能够成为这一创新合作的一部分,以加速干光刻胶的采用,并成为客户值得信赖的工艺材料供应商,帮助他们利用这一重要技术创造下一代半导体。”“我们与 Lam 和 Entegris 合作推进 EUV 光刻的干光刻胶,表明我们致力于支持芯片制造商在材料科学方面的创新,”三菱化学集团旗下公司 Gelest 总裁 Jonathan Goff 表示。“我们看到 EUV 近年来展现出非凡的价值,我们很高兴成为不断发展的生态系统的一部分,以扩大其潜力。”关于 Lam Research Lam Research Corporation 是一家为半导体行业提供创新晶圆制造设备和服务的全球供应商。 Lam 的设备和服务使客户能够制造更小、性能更好的设备。事实上,如今几乎每款先进芯片都是采用 Lam 技术制造的。我们将卓越的系统工程、技术领导力和强大的价值观文化与对客户的坚定承诺相结合。Lam Research (Nasdaq: LRCX) 是一家财富 500 强® 公司,总部位于加州弗里蒙特,业务遍布全球。了解更多信息,请访问 www.lamresearch.com (LRCX-T)“关于 Lam Research Lam Research Corporation 是面向半导体行业的创新晶圆制造设备和服务的全球供应商。Lam 的设备和服务使客户能够制造更小、性能更好的设备。事实上,如今几乎每个先进芯片都是采用 Lam 技术制造的。我们将卓越的系统工程、技术领导力和强大的价值观文化与对客户的坚定承诺相结合。Lam Research (Nasdaq: LRCX) 是一家财富 500 强® 公司,总部位于加利福尼亚州弗里蒙特,业务遍布全球。了解更多信息,请访问 www.lamresearch.com (LRCX-T)“关于 Lam Research Lam Research Corporation 是面向半导体行业的创新晶圆制造设备和服务的全球供应商。Lam 的设备和服务使客户能够制造更小、性能更好的设备。事实上,如今几乎每个先进芯片都是采用 Lam 技术制造的。我们将卓越的系统工程、技术领导力和强大的价值观文化与对客户的坚定承诺相结合。Lam Research (Nasdaq: LRCX) 是一家财富 500 强® 公司,总部位于加利福尼亚州弗里蒙特,业务遍布全球。了解更多信息,请访问 www.lamresearch.com (LRCX-T)
Dilase 250 是一款实用的台式高分辨率激光光刻系统。因此,可以使用 Dilase 250 在对蓝色或紫外线激光波长敏感的光刻胶中写入光刻微结构,方法是使用发射波长为 375 或 405 nm 的固定连续激光源。写入表面可以延伸至 4 英寸,而可实现的最小特征尺寸(宽度)为 1 µm。该设备提供矢量和扫描写入模式,并确保轨迹在 100 nm 的最大偏差范围内。随附的电动光学聚焦系统提供快速和精细的聚焦设置,以满足各种基板厚度要求,从 150 µm 到 5 mm。这款紧凑型系统还为基板室提供了可选的晶圆装载和卸载系统,从而提高了清洁度、提高了产量并提高了用户安全性。Dilase 250 系统与大多数市售光刻胶兼容,例如 SU8、Shipley 和 AZ 光刻胶。它仅针对与 KLOE 开发的用于高纵横比微结构化应用(1x20)的 K-CL 光刻胶配合使用进行了优化,通过激光光刻技术。
第 1 章 简介 1 第 2 章 空中图像的形成 7 A. 光的数学描述 7 B. 基本成像理论 9 C. 像差和瞳孔滤光片 21 D. 散焦 25 E. 图像计算模式 29 第 3 章 驻波 38 A. 垂直入射,单层 39 B. 多层 40 C. 斜入射 43 D. 宽带照明 45 第 4 章 接触式和近距离印刷的衍射 48 A. 基尔霍夫衍射理论 48 B. 平面波狭缝衍射 53 C. 非均匀介质中的衍射 54 D. 确定格林函数 61 E. 接触式印刷 64 第 5 章 光刻胶曝光动力学 67 A. 吸收 67 B. 曝光动力学 72 C. 化学放大光刻胶 76 D. 测量 ABC 参数 84 第 6 章 光刻胶烘烤效果 91 A. 预烘烤 91 B. 曝光后烘烤 100 第 7 章 光刻胶显影 105 A. 动力学显影模型 106 B. 增强动力学显影模型 110 C. 表面抑制 112