半导体加工工艺,本质🍽上就是一个在硅晶圆上,不断曝光,蚀刻的过程。
而这个工艺的提升的过程,就是曝光时所用的底片图案,不断进行增密的一🖉个过程。🏺
在大家的♽🍹🍂传统印象里,底片的增密,就是底片精度的提高过程。增密底片图案,除了提高光刻机精度,就没有别的办法了吗
在我们🜹🕮的日常生活当☽🄻🂳中,有个不恰当的例子,那就是套🙸🏋色印刷或者是彩色打印。
三色墨水,每🖄🐆个打印的精🈬度都是相同的,但是三色重合打印,单色就变成了彩色
颜色的精度,就从单色的8位,上升到了2📍🙣5🞎📅😙6位
在2005年之后,由于🈬工艺制程的提升,最小可分辨特征尺寸已经远远小于光源波长,利🐉♭用duv光刻机已经无法一次🜩刻蚀成型。
既然无🜹🕮法一次刻蚀成型🍽,那就多刻蚀几次,每🞎📅😙一次刻蚀一部分,然后拼凑成最终图案。
从每个部分图形的加工过程来说,用的都是📍🙣原有的加工方法和设备,但它💎🐯🃛可以实现更高精度的芯片加工。
它就是多重图案化技术
多重图案法就是将一个图形,🟖🝊分离成两个或者🞎📅😙三个部分。每个部分按照通常的制程方法进行制作🐴🄄🞔。整个图形最后再合并形成最终的图层。
按照这个理论,图形精度简🎒直可以🃑🗉🙴无限分割下去。
但实际上,这个方案也有它的局限。
光刻机🜹🕮,做到🖄🐆了极限,🍽是因为光**长的缘故。
图案分割,做到最后,也会有这个问题。
当光罩上图形线宽尺寸🍽接近光源波长时,衍射将会十分明显。
光刻机内部光路对🖑👹于光线的俘获能力是有限的,如果没有足够的能量到达光刻胶上,光刻胶将无法充分反应,使得其尺寸和厚度不能达到要求。🙾🏿
在后🗩🞏续的显影、刻蚀工🍽艺中起不到应有的作用,导致工艺的失败。
所以用这个方法,步进到7n,就做不下去了。因为从原理上就出现了问💎🐯🃛题🖉。
7n之🜹🕮后,必须🈭🁣使用euv光刻机,🕇那个对中国禁运的光刻机,就是这个道理。
在这个阶段,它还不是个问题。阻碍晶圆工艺进步的主要原因,来自生产设备,工艺,而不是原理。
任何事情都有利有弊。
这种技术的优🖄🐆点非常突出。那就是不需改变现有设备🏞🛏🛝,或者是做很少的改变🖉,就可以达到提高晶圆工艺的要求。
但弊端也很突出。