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256位
在200🎪📺☗5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💛💠📎。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。