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EUV:极紫外光刻

EUV光刻是一种软x射线技术。
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描述

极紫外(EUV)光刻是一种软x射线技术,波长为13.5nm。如今,EUV扫描仪的分辨率可降至22纳米半间距。在系统中,EUV光源利用高功率激光产生等离子体。反过来,这有助于在真空室内发射短波长的光。在腔室中,该系统使用了几个多层反射镜,通过层间干涉来反射光线。

EUV最初计划在45/40nm工艺节点上引入,但由于电源无法实现足够的吞吐量,因此多次推迟。它被认为是16/14nm的关键组件,以避免使用193nm浸泡的双重图案。EUV系统开始用于7nm工艺。

在7nm时,EUV可以实现单一图案,但使用当今的抗蚀剂,这是一个相对缓慢的操作,并且可能导致图案中不必要的随机或随机缺陷,从而影响产量。

在5nm时,即使使用EUV,也需要在关键层上进行双图纹。尽管它需要更昂贵的步骤,但双重模式意味着特征的音调可以放松,然后进行处理,这可以减少缺陷的数量。

EUV如何工作

EUV系统的关键是光源。基于激光产生等离子体(LPP)技术,EUV光源由几个部分组成,其中包括一个二氧化碳(CO²)激光器。为光源提供能量的激光器位于分晶圆厂的晶圆车间下面。

激光器由两个部分组成:一个种子激光器(预脉冲和主脉冲)和一个功率放大器。今天的EUV光源使用20千瓦的激光。

实际的EUV源位于工厂车间。与EUV扫描仪相连的光源由液滴发生器、收集器和真空室组成。在EUV中,这个过程发生在真空环境中,因为几乎所有的东西都吸收EUV光。

液滴发生器是一个小容器。操作时,将锡装入液滴发生器,然后加热。在这一点上,一列微小的锡液滴从液滴发生器流出,通过过滤器进入源的真空室。这些水滴直径为25微米,以每秒5万次的速度下落。

在容器里,有一个摄像头。液滴经过腔室中的某个位置。然后,摄像机告诉分厂的种子激光器向主真空室发射激光脉冲。这被称为预脉冲。

接下来才是真正困难的部分。预脉冲激光击中球形锡液滴并将其变成煎饼状。然后激光装置再次发射,代表主脉冲。主脉冲撞击煎饼状的锡液滴,使其蒸发。

这时,锡蒸气就变成了等离子体。等离子体则发射13.5nm波长的EUV光。

目标是精确地击中水滴。这决定了有多少激光功率转化为EUV光,这被称为转换效率(CE)。

同时,一旦产生EUV光,光子就会击中一个叫做收集器的多层镜子。光从收集器反弹,并通过中间聚焦单元进入扫描仪。

在扫描仪中,光线从由10个表面或多层镜子组成的复杂方案上反射。首先,光经过一个可编程的照明器。这形成了一个瞳孔形状,为EUV面具照亮适量的光。

然后是EUV光击中蒙版,这也是反射的.它在投影光学系统的六个多层反射镜上反射。最后,光线以6%的角度照射在晶圆上。每面多层镜子能反射70%的光。根据各种计算,EUV扫描仪本身的传输率只有4%。

然后光线照射到光致抗蚀剂在晶圆上。


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