Daldırma litografi - Immersion lithography
Daldırma litografi , son mercek ve plaka yüzeyi arasındaki olağan hava boşluğunu birden büyük bir kırılma indisine sahip sıvı bir ortamla değiştiren entegre devreler (IC'ler) üretmek için bir fotolitografi çözünürlük geliştirme tekniğidir . Çözünürlük , bir faktörle artar için eşit kırılma endeksi sıvı. Mevcut daldırma litografi araçları, bu sıvı için yüksek oranda saflaştırılmış su kullanır ve 45 nanometrenin altındaki özellik boyutlarına ulaşır. ASML ve Nikon şu anda daldırma litografi sistemlerinin tek üreticileridir.
Daldırma litografi fikri ilk olarak Tayvanlı mühendis Burn J. Lin tarafından önerildi ve 1980'lerde hayata geçirildi . TSMC , daldırma litografisi kullanarak 90 nanometre yarı iletken düğümlerin ticari üretimine 2004 yılında başladı. Aynı yıl, IBM'in silikon teknolojisi yöneticisi Ghavam Shahidi , IBM'in sudan filtrelenen ışığa dayalı litografiyi ticarileştirmeyi planladığını duyurdu. Daldırma litografi şimdi çoklu desenleme kullanılarak 20 nm'nin altındaki düğümlere genişletiliyor .
Gidermek yeteneği ile doğrudan ilgilidir optik litografide özellikleri sayısal açıklık , en fazla kırılma açısı sinüsü olarak sayısal açıklık vasıtasıyla, ışığın kırılma endeksi ile çarpılır görüntüleme ekipmanı. En yüksek çözünürlüklü "kuru" fotolitografi tarayıcılarındaki lensler ışığı, sınırı neredeyse yonga plakası yüzeyine paralel olan bir koni içine odaklamaktadır. Daha fazla kırılma ile çözünürlüğü artırmak imkansız olduğundan, mercek ve plaka arasına daha yüksek bir kırılma indisine sahip bir daldırma ortamı yerleştirilerek ilave çözünürlük elde edilir. Bulanıklık, ortamın kırılma indisine eşit bir faktör kadar azaltılır. Örneğin, 193 nm dalga boyunda ultraviyole ışık kullanan suya daldırma için kırılma indisi 1.44'tür.
Daldırma litografiden çözünürlük artışı yaklaşık% 30-40'tır (kullanılan malzemeye bağlı olarak). Bununla birlikte, aynı çözünürlükteki karşılık gelen "kuru" araca kıyasla, odak derinliği veya plaka topografyası düzlüğündeki tolerans iyileştirilmiştir.
Kusurlar
Kusur endişeleri, örneğin geride bırakılan su (filigranlar) ve suya dirençli yapışma kaybı (hava boşluğu veya kabarcıklar), doğrudan fotoresistin üzerinde bir üst kaplama tabakası kullanma düşüncelerine yol açmıştır. Bu üst kaplama, sıvı ortam ile fotorezist arasındaki kimyasal difüzyon için bir bariyer görevi görecektir. Ek olarak, sıvı ve üst kaplama arasındaki arayüz, filigranın azaltılması için optimize edilecektir. Aynı zamanda son kat kullanımından kaynaklanan kusurlardan da kaçınılmalıdır.
Üst kaplamalar, özellikle hiper NA (NA> 1) vakaları için yansıma önleyici kaplamalar olarak kullanılmak üzere ayarlanmıştır.
2008 yılına gelindiğinde, daldırma litografi ile basılan gofretlerdeki kusur sayıları sıfır düzey kapasitesine ulaştı.
Polarizasyon etkileri
Fotorezistteki yüksek parazit açılarından kaynaklanan polarizasyon etkileri de 40 nm'ye yaklaşan özellikler olarak düşünülmelidir. Bu nedenle, ideal hat alanı görüntüleme için aydınlatma kaynaklarının genellikle kutup aydınlatmasına uyması için azimutal olarak polarize edilmesi gerekecektir.
Çıktı
Daldırma litografi araçları şu anda yüksek hacimli üretim için hedeflenen en yüksek verime (275 WPH) sahiptir. Bu, daha yüksek güçteki ArF lazer darbe kaynaklarının izin verdiği daha yüksek kademe hızları ile elde edilir . Spesifik olarak, verim, D dozu ve dikdörtgen yarık genişliği S ve yarık yoğunluğu I ss (doğrudan darbe gücü ile ilgili olan) ile V = I ss * S / D ile ilişkili olan aşama hızı V ile doğru orantılıdır . Yarık yüksekliği, alan yüksekliği ile aynıdır. Yarık genişliği S ise, dozu (n) yapmak için darbelerin sayısıyla, maksimum tarama hızında Vmax S = V max * n / lazer darbelerinin frekansına bölünmesiyle sınırlıdır. f. Sabit bir frekansta f ve darbe numarası n'de, yarık genişliği maksimum sahne hızı ile orantılı olacaktır. Bu nedenle, belirli bir dozdaki verim, maksimum kademe hızının artırılmasının yanı sıra darbe gücünün artırılmasıyla iyileştirilir.
Çoklu desenleme
193 nm dalga boyunda çalışan 1.35 NA daldırma aleti için çözünürlük sınırı 36 nm'dir. Yarım adımda bu sınırın ötesine geçmek için birden fazla desen gerekir . 20nm dökümhanede ve bellek düğümlerinde ve ötesinde, en yoğun katmanlar için daldırma litografi ile çift desenleme ve üçlü desenleme zaten kullanılmaktadır.