光刻技术(1)——概述
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发布时间：2024-09-27 04:45
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时间：2024-10-09 12:55
不同种类集成电路设计与制造工艺存在显著差异，逻辑器件与存储器件对各光刻层的线宽要求各不相同。存储器件，如DRAM和FLASH，设计相对简单，制造时需要的光刻层较少。存储器件光刻图形具有以下特点：掩模中心区域是规则的一维图形，即存储单元，其线宽为最小线宽；存储单元周围是二维结构的周边图形，实现存储单元的读写功能，其线宽通常大于存储单元。逻辑器件的制造工艺流程将在另一篇文章中详细阐述，阅读后将有全新的体验。
光刻工艺的基本流程包括：在晶圆表面涂上光刻胶，进行前烘，将其传送到光刻机中，光线透过掩模将图形投影到晶圆表面的光刻胶上进行曝光，激发光化学反应，后烘使得反应更加充分，使用显影液喷洒晶圆表面的光刻胶以显影曝光图形，显影后，掩模上的图形就存留在光刻胶上。关于光刻工艺的详细介绍，请参阅相关文章。
光刻后图形的检测包括测量图形的套刻误差和尺寸。套刻误差的测量确保光刻胶上的图形与晶圆衬底中前面工序留下的图形对准，X/Y方向的偏差应小于规定值；尺寸测量则依靠高分辨电子显微镜（CD-SEM），误差一般在目标值的±(8~10) %之内。光刻工艺的后续步骤为：测量合格的晶圆进入下一道工序，不合格的晶圆则需返工，返工过程中使用化学方法去除晶圆表面的光刻胶，然后重新开始光刻工艺。
决定图形形状好坏的因素、光刻工艺成本、曝光系统分辨率和聚焦深度、以及对设计的修正和版图数据流程等关键内容，都是光刻技术中不可或缺的部分。SEMATECH模型用于计算光刻工艺成本，主要成本包括设备折旧、维护、安装调试费用、光刻技术人员工资、净化间成本、光刻耗材成本、光刻胶单价、晶圆使用的光刻胶数量、年曝光晶圆数、掩模版费用、以及掩模版可曝光的晶圆数等。随着晶圆上器件良率的提高，光刻工艺平均成本大幅降低。成本控制的关键在于提高器件良率和延长掩模版、光刻设备的使用寿命。
曝光系统分辨率和聚焦深度的提高对于光刻工艺至关重要。分辨率与光源波长、投影透镜的数值孔径以及曝光光线在晶圆表面的最大入射角有关。通过减小波长和增大数值孔径来提高分辨率。聚焦深度是衡量曝光工艺窗口的重要参数，与曝光系统成像质量和晶圆表面位置关系紧密。聚焦深度的计算公式考虑了光照条件、掩模、光刻胶对聚焦深度的影响。在32 nm技术节点下，掩模的三维效应对聚焦值要求更加严格，需要曝光系统有足够的聚焦深度。
MTF（调制传递函数）描述了系统成像时的对比度，与曝光系统分辨率和所考察图形尺寸有关。影响曝光系统分辨率和调制函数的因素之一是光刻机内部的杂散光，因此，提高透镜加工质量和减少杂散光是关键。设计图形的边缘设计与邻近效应修正流程是版图数据流程的重要部分，边缘设计为工艺过程提供对准标识、套刻误差测量标识和关键线宽测量标识，而邻近效应修正则通过在掩模上增加曝光辅助图形来提高图形质量。
以上内容涵盖了光刻技术的主要方面，包括技术节点、逻辑器件结构、光刻工艺流程、图形检测、成本控制、分辨率与聚焦深度、以及设计修正和版图数据流程等，提供了全面深入的光刻技术概述。
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时间：2024-10-09 12:57
不同种类集成电路设计与制造工艺存在显著差异，逻辑器件与存储器件对各光刻层的线宽要求各不相同。存储器件，如DRAM和FLASH，设计相对简单，制造时需要的光刻层较少。存储器件光刻图形具有以下特点：掩模中心区域是规则的一维图形，即存储单元，其线宽为最小线宽；存储单元周围是二维结构的周边图形，实现存储单元的读写功能，其线宽通常大于存储单元。逻辑器件的制造工艺流程将在另一篇文章中详细阐述，阅读后将有全新的体验。
光刻工艺的基本流程包括：在晶圆表面涂上光刻胶，进行前烘，将其传送到光刻机中，光线透过掩模将图形投影到晶圆表面的光刻胶上进行曝光，激发光化学反应，后烘使得反应更加充分，使用显影液喷洒晶圆表面的光刻胶以显影曝光图形，显影后，掩模上的图形就存留在光刻胶上。关于光刻工艺的详细介绍，请参阅相关文章。
光刻后图形的检测包括测量图形的套刻误差和尺寸。套刻误差的测量确保光刻胶上的图形与晶圆衬底中前面工序留下的图形对准，X/Y方向的偏差应小于规定值；尺寸测量则依靠高分辨电子显微镜（CD-SEM），误差一般在目标值的±(8~10) %之内。光刻工艺的后续步骤为：测量合格的晶圆进入下一道工序，不合格的晶圆则需返工，返工过程中使用化学方法去除晶圆表面的光刻胶，然后重新开始光刻工艺。
决定图形形状好坏的因素、光刻工艺成本、曝光系统分辨率和聚焦深度、以及对设计的修正和版图数据流程等关键内容，都是光刻技术中不可或缺的部分。SEMATECH模型用于计算光刻工艺成本，主要成本包括设备折旧、维护、安装调试费用、光刻技术人员工资、净化间成本、光刻耗材成本、光刻胶单价、晶圆使用的光刻胶数量、年曝光晶圆数、掩模版费用、以及掩模版可曝光的晶圆数等。随着晶圆上器件良率的提高，光刻工艺平均成本大幅降低。成本控制的关键在于提高器件良率和延长掩模版、光刻设备的使用寿命。
曝光系统分辨率和聚焦深度的提高对于光刻工艺至关重要。分辨率与光源波长、投影透镜的数值孔径以及曝光光线在晶圆表面的最大入射角有关。通过减小波长和增大数值孔径来提高分辨率。聚焦深度是衡量曝光工艺窗口的重要参数，与曝光系统成像质量和晶圆表面位置关系紧密。聚焦深度的计算公式考虑了光照条件、掩模、光刻胶对聚焦深度的影响。在32 nm技术节点下，掩模的三维效应对聚焦值要求更加严格，需要曝光系统有足够的聚焦深度。
MTF（调制传递函数）描述了系统成像时的对比度，与曝光系统分辨率和所考察图形尺寸有关。影响曝光系统分辨率和调制函数的因素之一是光刻机内部的杂散光，因此，提高透镜加工质量和减少杂散光是关键。设计图形的边缘设计与邻近效应修正流程是版图数据流程的重要部分，边缘设计为工艺过程提供对准标识、套刻误差测量标识和关键线宽测量标识，而邻近效应修正则通过在掩模上增加曝光辅助图形来提高图形质量。
以上内容涵盖了光刻技术的主要方面，包括技术节点、逻辑器件结构、光刻工艺流程、图形检测、成本控制、分辨率与聚焦深度、以及设计修正和版图数据流程等，提供了全面深入的光刻技术概述。
