光刻机用的什么光(光刻机用的是什么光)

海潮机械 2023-01-31 18:51 编辑:admin 293阅读

1. 光刻机用的是什么光

光刻机的最小分辨率由公示 R=kλ/NA,其中 R 代表可分辨的最小尺寸,对于光刻技术来说, R 越小越好; k 是工艺常数; λ 是光刻机所用光源的波长; NA 代表物镜数值孔径,与光传播介质的折射率相关,折射率越大, NA 越大。

2. 光刻机是什么?

是美国发明的。

早在上个世纪五十年代中期,美国贝尔实验室便开始尝试将图像打印到硅片上。

在1957年,美国陆军Diamond Ordnance Fuse实验室的Jay Lathrop和James Nall,获得了光刻技术的专利。短短一年后,Jay Last和Robert Noyce更是利用光刻技术,在单个晶圆上制造出了晶体管。

3. 光刻机是什么东西?

芯片产业是技术极为重要的高科技行业,而光刻机是芯片产业的上游,可以说光刻机决定了芯片产业的发展,因此光刻机的科技研发难度远远大于芯片领域。

现在光刻机领域被荷兰的ASML公司掌控,占据了全球80%以上的高端光刻机的市场份额,在这个领域我国几乎是一片空白。所以,光刻机属于高新技术产业。

4. 光刻机是什么样的东西

250瓦。

首先要明白,光刻机是不能刻石头的,也不能刻其他东西,光刻机实际上就是把紫外光图形投影到硅晶圆的光刻胶图层上,再腐蚀掉感光或未感光的部位。一台EUV光刻机的标准输出功率只有250瓦,但实际输入功率却达到了惊人的1250千瓦,每天耗电量差不多3万度。

5. 光刻机用的是什么光源

虽然通过浸没式技术和多重光刻技术等,采用ArF光源的光刻机可以满足7nm节点工艺要求,但是在实际应用中仍然面临巨大挑战,首先就是光刻机使用的超纯水中可能含有影响晶圆表面而形成缺陷的颗粒物,同时水泡会分散曝光所用的光,歪曲空中的影像而在晶圆的光阻层中形成气泡缺陷。同时为了满足先进工艺要求,浸没式光刻机采用了双重光刻技术、多重光刻技术和自对准双重成像技术等技术,这样的结果是工艺成本上升和良率的下降,而这对晶圆厂、设计公司都是不利的。

EUV光刻机的优点及核心技术

EUV光刻机的引入让总体工艺成本降低了12%,工艺过程的简化促进良率提升9%,同时更好的成像性能导致集成电路性能比采用浸没式光刻机的更加优异。当然目前EUV光刻机的产出率要低于浸没式光刻机,ASML的NXE3300B、3400B的产出率为125片/小时,而浸没式光刻机NXT2000i和NXT2050i的产出率为275片/小时和295片/小时,差距仍然明显。

EUV光刻机主要有物镜、掩模台、工件台、光源、照明等组成,相比193nm的ArF光,几乎所有的光学材料对13.5nm的极紫外光都有很强的吸收,就连空气都能吸收EUV,到达光刻胶时光能量损失超过95%,因此EUV光刻机的光学系统采用全反射式曝光系统,这也是EUV光刻机的核心技术:

当然EUV光刻机还涉及其他关键技术。在架构设计方面,要做到与光学光刻机共用平台,针对真空腔与全反射式曝光系统开展系统设计;在高真空环境下还要研究密封性设计,材料方面还要考虑抑制释放气体以及相应的污染控制。

EUV的反射镜表面镀有Mo/Si多层膜,其中Mo层厚度为2.8nm,Si层厚度为4.1nm,一个Mo/Si的厚度为6.9nm,在多层膜表面镀有一层2-3nm的Ru保护膜。在Mo/Si膜的表面镀一层Ru膜的目的是可以有效延缓Mo/Si的氧化,降低C在表面沉积的速率。

实际上在EUV光学系统环境中水分子和碳氢化合物是导致反射镜表面反射率降低的主要原因。这些水分子和碳氢化合物可能来源是材料表明的放气、泄漏和真空系统自身。在高能量EUV光照下水分子会氧化Mo/Si,碳氢化合物会分解,在反射镜表面沉积一层碳膜。数据显示反射镜表面沉积0.3nm的氧化层便会导致约1%的反射率损失。

当然目前业界也在研究其他多层膜以便进一步提高反射率,比如在Mo/Si层中加入Rh、Sr等材料;对每一层材料厚度做优化以及使用B4C作为保护层等。

EUV光刻机的光路设计及曝光系统

EUV光刻机的曝光系统设计成一系列反射镜,光路的路径如下:光源发出的13.5nm的光被收集后通过几个反射镜形成所需要的光照方式并照射在掩模上。掩模同样设计成反射式的,从掩模反射出的光包含了掩模上的图形信息,这些带有信息的光通过另一组反射镜投影在晶圆上实现曝光:

在EUV光刻机中通过使用6个反射镜实现了0.33 的数值孔径,但若要提升数值孔径就需要增加更多的反射镜,比如将反射镜增加到8个便可将数值孔径提升到0.5。另外通过增加非球面度可进一步提高成像质量,减少波前误差;通过降低面型粗糙度可降低杂散光,提高对比度等:

ASML第二代EUV光刻机有望将数值孔径提升到0.5以上,该机型计划于2024年量产。

不过有一个新的问题是由于使用的反射镜中心有孔,这样带来的问题是曝光视场的缩小,导致达不到26mm*33mm的曝光区域,而目前26mm*33mm在深紫外和极紫外为统一的视场标准。

EUV光源的结构及输出功率

目前EUV光刻机的光源有两种:用放电产生的等离子体发射EUV光子的DPP技术以及用激光激发的等离子体来发射EUV光子的LPP技术,这两个技术的共同点是先激发产生20-50eV的等离子体,等离子体再辐射出EUV光子。不过LPP因为比较容易实现输出功率的提升,虽然结构复杂,造价较高,但仍然成为主要的光源收集方式。

EUV的LPP光源系统的结构,由驱动激光器、光束传递系统和EUV腔系统三部分组成。驱动激光系统包含CO2激光器和预脉冲激光器,其中CO2激光器是一套主振功率放大(MOPA)系统,该主振荡器包含多个量子级联激光器,一套再生放大器,和一套基于射频放电激发、平板波导和多程放大器的后置放大系统:

预脉冲激光和CO2激光束在光束传输系统中被混合起来,并通过EUV腔系统中的对焦单元导入到等离子体态的锡液滴上。锡等离子体产生的EUV光束被收集镜收集起来,并导入到曝光系统中。超导磁场系统位于EUV腔外部,并能在EUV腔内产生高强度的磁场,从而保护收集器镜面不受锡等离子体产生的高速锡离子的影响。此外,该系统配备有若干套射击控制回路,如液滴定位控制、激光光束轴、定时控制器,以确保液滴和激光器间能拥有μm至nm量级的射击精度。

在DPP技术中注入的材料如Sn或Xe在电场作用下生成等离子体,然后磁场对其进一步压缩使之达到高温、高密度并产生EUV辐射。当然在LPP技术中是用激光激发方式产生EUV辐射。

目前光刻机主要用Sn来激发EUV光子,主要的原因是Xe的转换效率不到1%,绝大多数输入能量变成热能,因此效率太低,而且光源散热不容易解决。

衡量EUV光源的重要性能指标为转换效率和输出功率,其中转换效率为13.5nm附近2%带宽内输出的能量占总输入能量的百分比;输出功率则是在中间汇聚点测得的功率:

光刻机光源输出功率和光刻胶敏感度是决定光刻机产能的主要因素,曝光功率越大、光刻胶越敏感,晶圆曝光所需要的时间就越短,产出率越高。

目前提高EUV光源输出功率的方法主要在四个方面:第一是增加激光器的激发功率,包括增加激光器功率放大的能力和提高脉冲频率;第二是提高转换效率;第三是提高对发光的控制,包括提高激光与Sn滴之间的稳定性和Sn滴的动量;第四是提高收集系统使用寿命。

6. 光刻机用的是什么光纤

一般。

光量子芯片是一种全新的芯片形态,有着传统芯片无法企及的优势,也有着暂时比不上传统芯片的缺陷。

光量子芯片与传统芯片最不同的一点,就在于它是以光来做载体,用光代替电,利用微纳加工工艺,在芯片上集成大量的光量子器件。相比传统芯片,这种芯片的集成度更高精准度更强也更加稳定,同时也具有更好的兼容性。

集成电路芯片的极限是0.1纳米,也就是芯片的制造设备光刻机的物理极限。但纳米再小,它也是一个准确的度量单位,可量子却是目前已知最小的物理单位,是一个主要用于微观世界的概念。

按照单个组成部分的体积越小,芯片整体的计算能力就越强这个规律来看,在传统半导体工艺基础上,利用光量子效应实现高效计算的光量子芯片,从性能上来说,将远远超过传统芯片能做到的极限。

因为制作工艺的不同,光量子芯片不需要光刻机也能生产,这也意味着目前最先进的5纳米、3纳米芯片制程将不再是最顶尖的芯片技术,追求更小纳米的芯片会完全失去意义

7. 光刻机是干嘛用的

么是黄光区?简单来讲,黄光区是指TFT工厂或者半导体工厂中的光刻区。包含光刻胶涂布、曝光、显影及刻蚀工序

黄光制程为啥不叫红灯区?绿灯区?

因为此区域的照明采用黄色光源,远远望去一片金黄··· ···

为啥要使用黄光而不是其他颜色的光源照明?

在半导体工业普遍使用的光刻胶,类似于相机的胶片,在遭遇光线照射(特别是紫外线)即有曝光之效果, 因此在显影之前, 都要远离此光源。

因为黄光的波长较长, 不容易使得光刻胶曝光, 因此将黄光作为显影前最理想的照明光源。