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《下一代光刻技术_压印光刻》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第卷第期机械工程学报下一代光刻技术压印光刻—丁玉成刘红忠卢秉恒李涤尘西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安摘要通过分析集成电路制造工艺中的核心环节一一光刻技术,采用机械微复形原理的压印光刻技术可避免传统光学光刻的光学衍射限制,能够对最小到特征尺寸的图形进行复制。通过研究压印光刻原理,详细分析对比、、,热压印及常温压印的工艺特点复形面积模具结构和阻蚀胶固化过程等揭示出常温压印更适用于多层套刻的。、对准、、图形制作针对基于紫外光固化的常温压印光刻工艺在压印过程中的关键技术阻蚀胶成膜控制套刻精确加载、留膜厚度控制、阻蚀胶固化控制等进行
2、深入研究,提出释放保形软压印工艺,能够实现基于常温软模具压印的大面积亚级特征尺寸图形的复制。最后,以一型分步式常温紫外光固化压印光刻机的研究为例,对其结构特性做出深入分析,估算出系统的精度等级通过试验,对系统的压印复形精度做出评估。关键词集成电路下一代光刻技术压印光刻中图分类号一系列下一代的光学光刻技术,包括射线、离子前言束投影、无掩模、电子束投影和电子束直写等已被提出和研究卜。这些技术的共同特点是寻求波年美国德克萨斯仪器公司发明了集成电长更短的光源依旧采用光学光刻机理阻挠光刻路,之后,随着世纪年代分辨率的半波长效应仍然存在使用这些光源
3、不仅双极型和型集成电路的发明,标志着由电子本身还具有相当大的技术难度和基础,在理论问题管和晶体管制造电子整机的时代发生了质和量的飞光学透镜系统的研制上、掩模制造工艺、光刻工艺跃,并且创造了一个前所未有的具有极强渗透力和及资金投入等方面都在难度和数量上呈指数上升。旺盛生命力的新兴产业产业。以全球电子产这些因素对我国业赶超西方先进水平是非品和半导体产业的强劲发—展趋势及在全球经济中的常不利的,不符合我国现有国情。只有采用较低资主要地位,产业金投入,,已经成为现代国民经济乃至地区绕开光刻中光学难题的全新光刻工艺思路安全和全球经济的晴雨表,是整
4、个社会总体产业增才会给我国业的大发展带来机会,尽快掌握。长的动力和活力源泉‘,制造核心技术赶超西方先进水平已经成为国家政、、、。制造具有复杂的工艺链晶圆制备电路制治经济军事等发展的关键因素下一代光刻技、,,,造封装等其中电路制造过程最为复杂包括气术压印光刻哪盯就符合以上相沉积、光刻、刻蚀、离子注入、扩散和引线等。要求—。决定特征尺寸大小的关键和瓶颈技术就是其中的光刻环节。特征尺寸的变化与光刻技术的发展压印技术关系遵从着著名的摩尔定理。随着特征尺寸的减,、,,小采用的曝光方式从接触式接近式到投影式为追求更小特征尺寸避免光学光刻瓶颈压、、,
5、光源从到数值印工艺最先被美国明尼苏达大学提出属于下一、、、。,、。孔径从到当特征尺寸代光刻技术是一种低成本高效率的光刻技术,,、、小于时现有的工艺和光源都必须再次更目前美国普林斯顿大学德克萨斯大学林肯实,、、、、新如离轴照明技术相移掩模技术浸没透镜技验室摩托罗拉公司及瑞士的研究所术等作为目前提高光刻分辨率的新技术正被研究德国的大学、中国的西安交通大学等都在致和应用,但也仅仅是对光刻分辨率的有限提高。。研究结果表明压印的最小特征为力于压印的研究尺,,,降,了更进一步提高光刻分辨率延长光学光刻寿命寸可以达到如图所示远远高于光学。,光刻根据具
6、体工艺条件的不同压印也属于一个。、、光刻技术门类现有的压印技术路线有抗蚀剂涂国家重点基础研究发展计一、、、、、八国家自然科学基金和中国博士后基金层加热压印常温压印硬模压印软模压印牺。,资助项目收到初稿收到修改稿机械工程学报第卷第期、、基体快速熔化。,牲层压印微观结构层叠压印压印成为实现压印技术的前提条件同时对设备一,,等【’“”】其中基体快速熔化压印为最新的压印技术,的研制也是为我国在制造中能掌握核心技术实如图所示,其基本原理是通过超快激光,如准分现跨越式发展的关键。,透过,子激光石英模板将硅表面熔化再施加一定的压力后将模板上的图形结构
7、快速转印到硅基底抗蚀剂上,成形时间可缩短到左右。这种工艺在实现,上还存在较大的困难此路线做为压印光刻技术,的下一代技术路线还不属于下一代光刻技术路线的主流技术。残留薄膜干法刻蚀刻蚀基底图压印原理过程图为多种压印方式’】。依据压印过程对温度,压印分为热要求的不同压印和常温压印依据压,印过程中压印面积的大小压印分为小场分步式压印和大场整片压印依据模具的选取,压印分为硬图压印试验结果模具压印和软模具压印依据压印过程中的施力大小,压印分为有力压印和微接触压印。由于热压印过程存在较大的温度变化,热变形影响机构的定位,所以,精度一般采用一次性对准的
8、整片压印工艺而且压印特征尺寸较大,通常用于光学透镜的加工、光盘的加工和的研制上。常温压印工艺可以避免机构的热变形,干扰因素但是需要解决对抗蚀剂材料、固化方式、机构的多次对准定位及压印效率方面的问题。当然,常
