Id-dar > Aħbarijiet > Il-kontenut

Evoluzzjoni tal-fotografija

Mar 15, 2018

Il-fotoreżisturi tas-semikondutturi, minħabba li d-domanda tas-suq għal minjaturizzazzjoni u diversifikazzjoni funzjonali ta 'prodotti semikundutturi, iżżid kostantement ir-riżoluzzjoni tal-limitu billi tqassar il-wavelength tal-espożizzjoni, sabiex tikseb densità ogħla ta' ċirkwiti integrati. Bit-titjib ta 'l-integrazzjoni ta' l-IC, il-livell tal-proċess taċ-ċirkwit integrat tad-dinja daħal f'fażi tan-nanoskala minn mikrometru, submikron, livell ta 'sottomron profond.


Sabiex tissodisfa r-rekwiżiti ta 'tidwir tal-wisa' tal-linja taċ-ċirkwit integrat, il-wavelength tal-UV fotoreżist b'firxa wiesgħa għal-linja G (436nm), I (365nm), KrF (248nm), ArF (193nm), F2 (157nm) ta 'dawl ultravjola estrem fid-direzzjoni tal-EUV, u t-teknoloġija għat-tisħiħ tar-riżoluzzjoni u jtejjeb b'mod kostanti l-fotoreżistu l-livell ta' riżoluzzjoni.


Bħalissa, il-fotoreżist prinċipali użat fis-suq tas-semikondutturi jinkludi erba 'tipi ta' fotoreżorestiċi, bħal linji G, linja I, KrF u ArF. Il-fotoreżistenza tal-linja G u I hija l-fotoreżist użat l-aktar fis-suq.

 

  

Hemm relazzjoni bażika bejn il-partijiet tas-sistema ta 'l-espożizzjoni:

R hija d-daqs minimu tal-karatteristika, jiġifieri d-distanza minima li tista 'tissolva. K 1 hija kostanti, u tissejjaħ ukoll il-kostanti ta 'Rayleigh. Lambda huwa l-wavelength tas-sors ta 'dawl ta' espożizzjoni, u NA hija l-apertura numerika tal-lenti. Għalhekk, nistgħu naraw li l-mod biex jitnaqqas iżjed id-daqs minimu karatteristiku huwa li tnaqqas il-wavelength tas-sors tad-dawl u li żżid il-valur tan-NA.

  

L-iżvilupp ta 'multiplikazzjoni jonqos mal-wavelength tal-magna tal-metodu tal-litografija tal-espożizzjoni, bl-użu tal-wavelength minn UV għal DUV, dawl minn bozza tal-merkurju bi pressjoni għolja għal laser excimer. L-iktar fotokorstiv ultra vjola tal-UEV imdaħħal introdott minn ASML, bl-użu tal-fwar tal-landa tal-plażma bħala sors tas-sors tad-dawl, inaqqas it-tul ta 'mewġ sa 13.5 nm. Iżda l-fotolitografija kollha teħtieġ li sseħħ fl-ambjent vakwu, u l-veloċità tal-produzzjoni hija baxxa.


  

L-insegwiment ta 'sorsi ta' espożizzjoni ta 'riżoluzzjoni ogħla wkoll jagħmel in-nies jaħsbu ta' żewġ tipi ta 'raġġi-X sors ta' dawl mhux ottiku u raġġi elettroniċi. Elettron beam litografija issa hija teknoloġija matura li tintuża biex tipproduċi maskra ta 'kwalità għolja u maskra li ttejjeb.


Dan il-metodu huwa differenti mil-litografija litografika tradizzjonali. Jista 'jinkiteb direttament permezz tar-raġġ elettroniku u l-kontroll tal-kompjuter, u jista' jikseb 0.25? M issa r-riżoluzzjoni. Iżda dan il-mod ta 'produzzjoni huwa aktar bil-mod u jeħtieġ li jinkiseb f'vakwu.


Il-wavelength tar-raġġi X ta '4-50 a biss huwa sors tad-dawl ideali, iżda r-raġġi X jistgħu jippenetraw il-maskra u l-iżvilupp fotoreżistiku tar-raġġi X huwa diffiċli minħabba li ma jintużax.


Imma l-NA, in-nies ukoll ħarġu bil-metodu ta 'magna ta' litografija ta 'immersjoni, il-medju bejn il-lenti u l-fotoreżoresti huwa sostitwit b'sustanzi oħra barra l-arja u li żżid ħafna l-apertura numerika ta' NA, jagħmel ir-riżoluzzjoni litografika mingħajr ma tbiddel l- sors taħt il-kondizzjoni ta 'teknoloġija L. L. 193nm jista' jissodisfa r-rekwiżiti tan-nodu tal-proċess ta '45nm, iżda n-nodu proċess ta' 28nm jista 'jintlaħaq permezz tat-teknoloġija ta' immersjoni.


Il-kombinazzjoni ta 'immersjoni u esponiment doppju tista' tnaqqas in-nodu tal-ipproċessar ta '193 nm litografija għal livell ta' 22nm, u l-limitu tan-nodu proċess jilħaq 10nm, li jagħmel litografija 193nm għadha tintuża ħafna fis-suq.

 

  

L-applikazzjoni ta 'photoresist għandha żżomm il-pass ma' l-iżvilupp tal-magna fotolitografika. Bit-litografija ta 'esponiment tad-dawl l-aġġornament kontinwu ta' photoresist minn fotoreżistenti negattivi ultravjola, kolla negattiva tal-gomma ċiklata biex tissostitwixxi photoresist UV pożittiv, DNQ-Novolac pożittiv, u mbagħad għal photoresist UV profond, fotoreżistiku kimikament amplifikat (CAR).


(1) Fotoreżistiva UV negattiva

   Fl-1954, EastMan-Kodak sintetizza l-ewwel polimeru fotosensittiv, polyvinyl alcohol cinnamate, u beda l-polyvinyl alcohol cinnamate u s-sistema fotoreżistiva tad-derivattivi tiegħu, li huwa l-ewwel fotoreżist użat fl-industrija elettronika. Fl-1958, il-kumpanija Kodak żviluppat ukoll fotokloreżjoniku ċikliku tal-gomma-diazide.

Minħabba li dan il-kolla għandha adeżjoni tajba fuq wafer silikon, u għandha l-vantaġġi ta 'fotosensittività mgħaġġla u kapaċità ta' inċiżjoni msaħħna kontra l-imxarrab, saret l-adeżiv ewlieni fl-industrija tal-elettronika fl-1980s, li jirrappreżentaw 90% tal-konsum totali dak iż-żmien.

Madankollu, minħabba l-iżvilupp tiegħu b'solventi organiċi, il-film se jespandi meta jiġi żviluppat, li jillimita r-riżoluzzjoni tal-kolla negattiva, u għalhekk jintuża primarjament għall-fabbrikazzjoni ta 'apparati diskreti u ċirkuwiti integrati 5, m, 2 ~ 3 m. Imma bit-titjib kontinwu tal-livell ta 'ċirkuwiti integrati, l-applikazzjoni tal-kolla negattiva fiċ-ċirkwit integrat ġiet sostitwita bil-mod il-pożittiv, iżda għad hemm ħafna applikazzjonijiet fil-qasam ta' apparati diskreti.


(2) Fotoreżistiva UV pożittiva

Reżina fenolika - madwar l-1950 żviluppat fotoiżjożit pożittiv ta 'diazonaphthoquinone ma' żviluppatur alkalin, m'hemm l-ebda problema ta 'nefħa tal-film meta tiżviluppa, għalhekk ir-riżoluzzjoni ogħla u reżistenza għall-inċiżjoni niexfa hija b'saħħitha, għalhekk tista' tissodisfa l-produzzjoni ta 'ċirkwit integrat fuq skala kbira u kbar ċirkwit integrat fuq skala kbira. Il-magna tal-espożizzjoni tal-fotoreżistenza UV pożittiva skont dik differenti tista 'tkun maqsuma fi spettru wiesa' pożittiv fotoreżistiku UV (2-3 m, 0.8-1.2 m), G (0.5-0.6 m) linja pożittiva, linja I (0.35-0.5 m) pożittiva , prinċipalment użata fil-manifattura taċ-ċirkwit integrat u l-manifattura LCD.

It-teknoloġija tal-linja I issostitwixxiet il-pożizzjoni tal-fotoreżistenza tal-linja G f'nofs is-snin 90, u hija t-teknoloġija fotoreżistrata l-aktar użata fil-preżent. Bit-titjib tal-magna tal-fotografija tal-linja I, linja I tista 'wkoll tagħmel linewid pożittiv ta' ċirkwit integrat 0.25um, testendi l-ħajja ta 'servizz tal-linja I. F'apparat tipiku, is-saff 1/3 huwa s-saff ewlieni reali, is-saff ta '1/3 huwa s-saff ewlieni, u l-ieħor 1/3 huwa saff mhux kritiku. Hemm metodu ta 'fotolitografija mħallta tqabbil li jaqbel mal-istat kritiku tat-teknoloġija fotoreżistiva u tat-tagħmir mas-saff tas-silikon. Per eżempju, 0.22 apparat tad-DRAM, linja I stepper jistgħu jiffurmaw mezz ta 'saff ewlieni għal total ta' 20 saff ta 'saff 13 saff, is-7 saff li jifdal b'pass UV profond fl-immaġni ta' skaner tal-linja ta 'quddiem, u l-użu ta' I jista ' l-ispiża tal-produzzjoni, għalhekk il-fotoreżistenza I se jdum perjodu sostnut ta 'żmien biex tokkupa ċertu sehem mis-suq.


(3) fotoreŜistenti tal-UV fond fotoreŜistenti tal-UV

B'differenza mill-fotoreŜisti UV, fotoreŜisti tal-UV fil-fond huma fotoreŜisti (CAR) amplifikati kimikament. Karatteristiċi CAR: fotożid miżjud fil-fotoresist, taħt ir-radjazzjoni ħafifa, dekompożizzjoni tal-aċidu f'aċidu, ħami, aċidu bħala katalizzatur, reżina katalitika li tifforma l-film (plastik), deprotezzjoni ta 'gruppi jew aġent ta' crosslinking katalitiku u reazzjoni ta 'crosslinking ta' raża li torbot (kolla negattiva );

Barra minn hekk, wara li tneħħi r-reazzjoni protettiva u r-reazzjoni ta 'inkroċjat, l-aċidu jista' jerġa 'jinħall, ma jiġix ikkunsmat u jista' jkompli jkollu rwol katalitiku, li jnaqqas ħafna l-enerġija meħtieġa għall-espożizzjoni, u b'hekk ittejjeb ħafna l-fotosensittività tal-fotoreżist.

L-istudju ta 'fotossistrazzjoni ta' 248 nm ma 'laser Krim excimer bħala s-sors ta' espożizzjoni oriġina mill-1990 u daħal fl-istadju maturat fin-nofs u fl-aħħar tad-disgħinijiet. L-aġent ta 'fotoċidifikazzjoni l-aktar użat fil-CAR huwa l-melħ Weng jew aġent ta' fotoċidifikazzjoni mhux joniku, li jipproduċi l-aċidu sulfoniiku, u l-polimeru funzjonali prinċipali huwa esterifikat poly (hydroxystyrene).

Il-fotorosist ta '248 nm huwa kkombinat ma' linewidth tal-laser ta 'KrF excimer ta' 0.25 m, u l-iżvilupp ta 'DRAM 256M u ċirkwit loġiku relatat, billi tiżdied il- magna tal-espożizzjoni NA u teknoloġija litografika ta' tqabbil imtejba, li ġiet applikata b'suċċess għal-linja ta '0.18 ~ 0.15 m, 1G DRAM u apparati relatati. Bil-maskra li timbotta l-fażi, l-illuminazzjoni barra l-assi u l-korrezzjoni tal-viċinanza, fotografija ta '248 nm tista' tipproduċi grafika inqas minn 0.1 M u tidħol nodi 90 nm.   

Dawn ir-riżultati jindikaw li t-teknoloġija fotoreżistiva ta '248 nm daħlet f'perjodu matur.

ArF 193nm ħafna fotoviżiv amplifikat kimikament mill-ultravjola minn photoacid u 248nm fotoreżistiku ultravjola 'l bogħod huwa bejn wieħed u ieħor l-istess, iżda fil-polimeru funzjonali minħabba 248nm fotoelettur ultravjola b'reżina li tifforma l-film li jkun fih il-benżin, ikollha assorbiment qawwi f'193nm u ma tistax tintuża' Fotoreżistiva ta '193nm.

Id-domanda tar-reżina fotoreżistika ta '193 nm hija trasparenti fil-wavelength ta' 193 nm, u għandha adeżjoni tajba mas-substrat, it-temperatura tat-transizzjoni tal-ħġieġ hija ogħla (Rekwiżiti ġenerali 130-170 C). itejbu l-kapaċità tal-immaġini. Tipikament, materjali fotoreżisti ta '193nm jistgħu jinqasmu f'aċidu ta' olefin taċ-ċilindru acrylate, imdewweb, copolymer anidride olefina ċiklika, kopolimeru li fih silikon, sistema multipla ta 'kopolimerizzazzjoni, u materjali molekulari żgħar.

Bħalissa, 193nm hija s-soluzzjoni ewlenija għas-suq, u hija wkoll l-iktar soluzzjoni avvanzata qabel il-kummerċjalizzazzjoni tal-EUV.


(4) il-ġenerazzjoni li jmiss ta 'photoresist EUV

Il-fotolitografija tal-EUV li hemm għaddejja teħtieġ li tlaqqa 'l-fotografija speċjali tagħha, u t-teknoloġija tal-fotolitografija tal-EUV għamlet ukoll rekwiżit impenjattiv ħafna għall-photoresist tal-EUV. Il-photoresist tal-EUV jeħtieġ trażmissjoni baxxa tad-dawl, trasparenza għolja, reżistenza għolja tal-etch, riżoluzzjoni għolja (inqas minn 22nm), sensittività għolja, doża baxxa ta 'espożizzjoni (inqas minn 2 10mJ / cm) minn 1.5nm).

Minħabba li din it-teknoloġija tuża sors tad-dawl ta '13.4 nm biss, huwa meħtieġ li l-elementi għolja ta' assorbiment (bħal F) għandhom jiġu minimizzati fil-materjal ewlieni, u l-proporzjon ta 'C / H jiżdied ukoll, ta 'materjali fi 13.5nm. Reviżjoni tal-progress tal-fotoresist imsemmi fil-laboratorju tax-xjenza molekulari ta 'Beijing u l-kimika CAS tindika li hemm prinċipalment 3 tipi ta' sistemi fotoreżistivi użati fil-litografija EUV, li huma rrappurtati fil-letteratura.