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好 我下一节讲
曝光光源向短波长进展
和干法刻蚀代替湿法刻蚀
我们知道我们现在集成电路
我们说了从微米 亚微米
深亚微米
一直到130纳米
什么90纳米
什么65纳米
一直到40 到20几
一直到现在14 16纳米
一直到7纳米
到5纳米甚至
是谁
就是说那个特征线宽
或者是叫做设计标准
逐渐的降低
我们说起来容易
我们特征线宽降低的过程当中
就要求我们制作的线条
制作的布线达到这种量级
我们达到这种量级
要想达到这种量级
首先你有一条
你曝光
你曝光的你尺寸
必须得达到这个量级
你要想曝光的尺寸
达到这个量级
后边我们可以看到
曝光的波长
跟你刻蚀线条的精度
在同样一个数量级上
那么我们可以这样理解
就是说你特征线宽
你随着你特征线宽的下降降低
你图象的分辨率肯定的话
也要提高
注意图像分辨率的提高
意味着线条尺寸变小
注意图像分辨率的提高
是尺寸变小
尺寸越小分辨率越高
把这个事儿弄清楚了
好了
那么我们看看平常
我们所说的这些波长
可见光的波长
那么可见光细分了
有什么X线 G线 H线 I线
大概我们知道可见的光的波长
是什么 380到780纳米
380到780纳米
根据什么
它有 你像汞发出来的线
它有I线 G线 H线
它都有特定的波长
你看G线436纳米
H线是405纳米
I线是365纳米
那么往上走
那么可见光显然是
你要是进入到多少
你线条尺寸比这个再小了
这个波长就不能用了
必须往深处走
深处走了就是激光光源了
激光光源是氟化氩
波长240纳米
那么你随着
你线条尺寸你变小
最小的尺寸
这是纵坐标最小的尺寸变小
它波长的话
你看这是2004年
你现在到多少了
现在我们最什么的
最先进的到7纳米了
研究的是5纳米的
产业化的到14 16纳米了
我们引进的技术有到24纳米的了
所以你随着加工线条
或者是尺寸精度
或者特征线宽
或者设计标准的降低
你波长必须得往下降
波长必须得往下降
这张图
就是照相制版技术的发展经历
你发展经历到2010年
到了什么
到了你看
它都是在设计标准吧
你看 0.35 0.25 0.18
130纳米 100纳米 70纳米
这不是一直往下降吗
一直往下降
你分辨率
所用的光
波长也逐渐的往下降
开始是可见光
后来是X射线
现在电子束到离子束
一直往下 往下减少
那么现在这张图
表示的是曝光波长的变迁
曝光波长的变迁你看看
这是曝光波长
400 300 200 100 13
那么开始是
超高压水银灯 这紫外线
到紫外线怎么
这是超短波长紫外线
那它的波长13.5纳米
13.5纳米
你要想制作十几纳米的
或者几纳米的
这个线条
你那个特征线宽
或者设计标准
你用的波长的话
必须近似这种波长的
同时从我们搞材料的角度
来看这个问题
不光说是波长
光源的波长逐渐的要变化
那么里边的话
跟他配套的系统
你的细分是什么
透镜系统采用什么透镜系统
透镜系统采用什么玻璃材料
开始是光学玻璃材料
合成石英 到英石
你现在这是透镜材料嘛
你如果波长再短了
只能用反射镜
所以的话随着波长的变短
随着波长的变短
当然你波长变短
是因为你精细度要求的呀
你特征线宽
你设计标准
你栅长
你栅长你变小了
你变小了的话
你想办法得加工出
这么精细的线条出来
你要想加工出
这么精细的线条出来
你所用的波长必须得短
你要想波长要变短
除了你用光源要逐渐的变化
从高压
超高压水银灯
到紫外激光
一直到超短波长的紫外线
那你还要在细分上有变化
在透镜系统上有变化
在这种各种玻璃上想办法
开始是光学玻璃
后来是合成石英了
最后是英石
这些材料上
有一系列的变化
那这是光刻技术
光刻技术的话
也得光学微影
就是光刻技术的开发经历
你看现在早的是等倍投影技术
缩小投影技术
G线 I线 氟化氩
这是氟化氪 氟化氩
最后叫氟 准分子激光器
那么光刻胶也相应的变化
光刻胶也要相应的变化
所以你随着你
大家伙用一个手机也好
用一个笔记本电脑也好
那功能越来越多
体积越来越小
大家伙都喜欢它
但是这里边
这里边实际上
你要想达到这些功能
大家伙都喜欢
那怎么样
你必须得精细
精细最重要的衡量精细的标准
就是特征线宽 就是特征标准
我们说就是那个栅长
那个栅长你要想要小
那带来一系列的问题
不光工艺上的问题
材料上也有一系列的问题
需要解决
那么你意思就是说
你各种光刻胶
光刻胶
你这些光刻胶你要开发出来
你开发不出光刻胶来
你也不行
你光有光源
没有光刻胶也是不行
那么曝光
我们说曝光
实际上我们曝光
我为什么要曝光
实际上我们曝光
曝的是光刻胶
在光刻胶上先制作出精细图形出来
你有了光刻胶制作出图形来
你才能怎么样
才能进一步的进行刻蚀
刻蚀谁
你需要刻蚀谁就刻蚀谁
刻蚀金属 刻蚀氧化物
刻蚀半导体
你要想刻蚀这些东西
你都得把掩膜制作出来
你把光刻胶制作出来呀
你光刻胶制作出来
你才能进行刻蚀
那么你要想制作
在光刻胶上制作出图形来
你先得对它曝光
曝光这里边讲
早期是接触式曝光
又叫接近式曝光
又叫近接式曝光
要反射投影曝光
投射缩影仪曝光
缩影仪投影曝光
然后反射式曝光
那么其他曝光装置
是X线曝光
激光束曝光电子束曝光
离子束曝光等等这些东西
你随着你的精细度的增加
那采用不同的曝光装置
采用不同的曝光方法
这里边的话
都涉及到一些问题
紫外线光源
什么
不光涉及到光源
还有板怎么制作等等
得有一系列的问题
一系列的问题
当然你要说透镜曝光
你要采取什么透镜
你激光曝光
它也得有激光束
你怎么得
包括电子束
你怎么给它聚焦怎么偏转
等等这些事情
你还有一个效率的问题
效率的问题
你觉得它曝光它效率很低
也是不行
所以这里边牵扯到一系列的
曝光完了以后
就是要进行刻蚀
进行刻蚀了
那么我们刚才讲了
铜布线代替铝布线
是大规模集成电路
向精细化发展的一个划时代的
具有划时代的意义
那么第二个具有划时代的意义
就是干法刻蚀代替湿法刻蚀
过去我们采用的都是湿法刻蚀
比方说在微米 亚微米量级
都是湿法刻蚀
那么湿法刻蚀
就是用溶液进行刻蚀
那么溶液进行刻蚀
它是你用金属有不同的溶液
不同的金属又有不同的溶液
你用氧化物有氧化物的溶液
用半导体硅
有硅的溶液
但是这些问题都好解决呀
我用溶液
我不是有做了
光刻胶做了图形了嘛
我对每一个光刻胶的部分
进行刻蚀就是的了
但是湿法刻蚀除了它溶液要处理
不同的材料
要选不同的刻蚀剂以外
不是关键的问题
最关键问题
就是湿法刻蚀
它对于超精细线条的刻蚀
它是有问题的
怎么叫有问题
因为湿法刻蚀是各项同性刻蚀
什么叫各项同性刻蚀
就是说你泡在刻蚀液里边去了
刻蚀液它不是直上直下的走
它是各项同性的
它两边走啊
线条很细了
它往两边钻
有叫钻蚀又叫刻蚀
这一钻蚀一刻蚀
当你线条很小光刻胶很细了
这边也钻 这边也钻
结果就把线条刻蚀穿了
所以
湿法刻蚀它是各项同性刻蚀
它对于制作超精细的
线条来讲它是不行的
那么不行采取什么
就采取干法刻蚀
干法刻蚀有各种类型的了
你看干法刻蚀
它是由等离子体刻蚀
有反应离子刻蚀
还有溅射刻蚀
还有离子膜等等这些
等等这些
从这个图上我们可以看到
往上走是化学反应占主要的
从下走是物理反应做主要的
那么化学反应你看
化学反应它是个各项同性的
它有钻蚀
你看有钻蚀吧
你本来要它直上直下的
它不直上直下的
它往两边走
两边走的话
当那个线条很细了的话
这边也钻 这边也钻
最后它就断线了
而物理刻蚀
它是各项异性刻蚀
它是高能量低压的
我指哪儿打哪儿
我像一个刀一样
削下去 直上直下的削下去
你这样的话
我线条是什么样的线条
我什么样的光刻胶
我刻蚀出来
肯定是什么样的线条
这样的话
就保证它线条的精度
我光刻胶制作多高的精度
我生产出来的线条
就多精细的线条
那么这张图就是从上
往上走是化学反应指向的
往下走是物理反应指向的
那么看是等离子体刻蚀
因为等离子刻蚀
就把它放在等离子体里边了
那么等离子体
它像各个方向刻蚀
那反应离子刻蚀
它就比它要好的多
某种意义上我就可以实现了
各项异性的刻蚀
但是也有各项同性的成分
我要用离子束
甚至反应离子束
当然比它要好的多了
离子束离子束
我就离子束打下去
我打下去以后
像一个刀一样切下来
像离子膜也是这种情况
它都可以实现
各项同性的刻蚀
当然用高密度等离子
还有电子磁选共振
什么螺旋波
什么高密度等离子体等等
这些东西
现在都有应用
都有应用
问题在于什么
可能是价钱
价钱比较贵 价钱比较贵
但是现在都有用
好 我们通过以上讨论就可以看的出来
你要实现超精细化
你要使集成度提高
你 刚才讲了第一大措施怎么样
用铜布线代替铝布线
第二是用干法刻蚀代替湿法刻蚀
那么现在比方到190纳米
到了深亚微米以后
都是用干法刻蚀
干法刻蚀代替湿法刻蚀
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