介紹04:54新型DUV光刻機公布，套刻精度達8納米！與全球前列設備差多少？直接分步重復曝光系統 (DSW)  超大規模集成電路需要有高分辨率、高套刻精度和大直徑晶片加工。直接分步重復曝光系統是為適應這些相互制約的要求而發展起來的光學曝光系統。主要技術特點是：①采用像面分割原理，以覆蓋比較大芯片面積的單次曝光區作為**小成像單元，從而為獲得高分辨率的光學系統創造條件。②采用精密的定位控制技術和自動對準技術進行重復曝光，以組合方式實現大面積圖像傳遞，從而滿足晶片直徑不斷增大的實際要求。科研領域使用德國SUSS紫外光刻機（占比45%），國產設備在激光直寫設備中表現較好 [8]。張家港比較好的光刻系統選擇

掃描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工藝；掩膜板1：1，全尺寸；步進重復投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或稱作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩膜板縮小比例（4：1），曝光區域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所能覆蓋的區域）。增加了棱鏡系統的制作難度。01:13步進掃描光刻機 芯片工程師教程掃描步進投影曝光（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用于≤0.18μm工藝。采用6英寸的掩膜板按照4：1的比例曝光，曝光區域（Exposure Field）26×33mm。優點：增大了每次曝光的視場；提供硅片表面不平整的補償；提高整個硅片的尺寸均勻性。但是，同時因為需要反向運動，增加了機械系統的精度要求。徐州常見光刻系統量大從優國內上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機占據中端市場 [7]。

集成電路制造中利用光學- 化學反應原理和化學、物理刻蝕方法，將電路圖形傳遞到單晶表面或介質層上，形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術。隨著半導體技術的發展，光刻技術傳遞圖形的尺寸限度縮小了2～3個數量級（從毫米級到亞微米級），已從常規光學技術發展到應用電子束、 X射線、微離子束、激光等新技術；使用波長已從4000埃擴展到 0.1埃數量級范圍。光刻技術成為一種精密的微細加工技術。光刻技術是指在光照作用下，借助光致抗蝕劑（又名光刻膠）將掩膜版上的圖形轉移到基片上的技術。其主要過程為：首先紫外光通過掩膜版照射到附有一層光刻膠薄膜的基片表面，引起曝光區域的光刻膠發生化學反應；再通過顯影技術溶解去除曝光區域或未曝光區域的光刻膠（前者稱正性光刻膠，后者稱負性光刻膠），使掩膜版上的圖形被復制到光刻膠薄膜上；***利用刻蝕技術將圖形轉移到基片上。

c、水坑（旋覆浸沒）式顯影（Puddle Development）。噴覆足夠（不能太多，**小化背面濕度）的顯影液到硅片表面，并形成水坑形狀（顯影液的流動保持較低，以減少邊緣顯影速率的變化）。硅片固定或慢慢旋轉。一般采用多次旋覆顯影液：***次涂覆、保持10～30秒、去除；第二次涂覆、保持、去除。然后用去離子水沖洗（去除硅片兩面的所有化學品）并旋轉甩干。優點：顯影液用量少；硅片顯影均勻；**小化了溫度梯度。顯影液：a、正性光刻膠的顯影液。正膠的顯影液位堿性水溶液。KOH和NaOH因為會帶來可動離子污染（MIC，Movable Ion Contamination），所以在IC制造中一般不用。激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影液。

b、堅膜，以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力；c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性；d、進一步減少駐波效應（Standing Wave Effect）。常見問題：a、烘烤不足（Underbake）。減弱光刻膠的強度（抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力）；降低***填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度（Overbake）。引起光刻膠的流動，使圖形精度降低，分辨率變差。另外還可以用深紫外線（DUV，Deep Ultra-Violet）堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼，增加光刻膠的熱穩定性。在后面的等離子刻蝕和離子注入（125～200C）工藝中減少因光刻膠高溫流動而引起分辨率的降低。缺點：光刻膠污染掩膜板；掩膜板的磨損，壽命很低（只能使用5～25次）；1970前使用，分辨率〉0.5μm。吳江區比較好的光刻系統按需定制

b、通過對準標志（Align Mark），位于切割槽（Scribe Line）上。張家港比較好的光刻系統選擇

所有實際電子束曝光、顯影后圖形的邊緣要往外擴展，這就是所謂的“電子束鄰近效應。同時，半導體基片上如果有絕緣的介質膜，電子通過它時也會產生一定量的電荷積累，這些積累的電荷同樣會排斥后續曝光的電子，產生偏移，而不導電的絕緣體（如玻璃片）肯定不能采用電子束曝光。還有空間交變磁場、實驗室溫度變化等都會引起電子束曝光產生“漂移”現象。因此，即使擁有2nm電子束斑的曝 光 系統，要曝光出50nm以下的圖形結構也不容易。麻省理工學院（MIT）已經采用的電子束光刻技術分辨率將推進到9nm。電子束直寫光刻可以不需要張家港比較好的光刻系統選擇

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