bedrijfsnieuws over Doorbraken en uitdagingen van UV-lithografie bij de vervaardiging van halfgeleiders

Doorbraken en uitdagingen van UV-lithografie in de halfgeleiderfabricage

  Met de voortdurende vooruitgang van de geïntegreerde schakelingtechnologie is de zoektocht naar kleinere afmetingen en ultra-hoge resolutie steeds urgenter geworden. Traditionele fotolithografietechnieken hebben moeite om te voldoen aan de steeds hogere eisen van miniaturisatie, met name in de halfgeleiderfabricage. Om deze uitdagingen aan te pakken, is 172nm UV-lithografie naar voren gekomen als een veelbelovende technologie vanwege de ultra-hoge resolutie. Deze technologie combineert de dubbele voordelen van meerdere belichtingen en geavanceerde maskers, wat een nieuwe oplossing biedt voor het ontwerp van geïntegreerde schakelingen en helpt bij de overgang naar een nieuw tijdperk van ultra-hoge resolutie.

  Ultraviolette lithografie, een cruciale stap in de halfgeleiderfabricage, berust op het gebruik van ultraviolet licht om circuitpatronen nauwkeurig op fotolak te projecteren, wat vervolgens het gewenste patroon creëert door chemische reacties. Met de toenemende uitdagingen van miniaturisatie worden traditionele 248nm en 193nm lithografietechnologieën steeds ontoereikender. 172nm lithografie, met zijn kortere golflengte en resulterende ultra-hoge resolutie, is echter een ideaal alternatief geworden voor de huidige extreme ultraviolette lithografietechnologie (EUV). De 172nm ultraviolette golflengte maakt fijnere patroondetails en verdere reducties in knooppuntgrootte mogelijk, waardoor de vooruitgang van de halfgeleiderfabricagetechnologie aanzienlijk wordt bevorderd. 172nm lithografietechnologie maakt gebruik van kortere golflengten om fijnere patroondetails te bereiken, wat de technologische vooruitgang stimuleert.

  Multi-belichtingstechnologie, een belangrijke aanpak om de resolutieknelpunt in fotolithografie aan te pakken, berust op herhaalde patronen van hetzelfde gebied door meerdere belichtingen, waardoor zowel de resolutie als de patroonnauwkeurigheid worden verbeterd. Op het gebied van 172nm UV-lithografie kan multi-belichtingstechnologie worden geïmplementeerd via de volgende methoden.

  Multi-patronen verbetert de resolutie door meerdere passes uit te voeren. Veelvoorkomende methoden zijn sub-resolutie en dubbele patronen.
Sub-Resolution Assist Features (SRAF): Sub-resolutie assistentiefuncties verdelen het ontwerppatroon fijn in meerdere belichtingszones. Door zorgvuldig ontworpen assistentiefuncties te gebruiken, overwinnen ze effectief patroonvervorming veroorzaakt door optische effecten. Deze methode zorgt voor een helder en consistent patroon na elke belichting.

  Phase Shift Mask (PSM): Door de fase van het masker nauwkeurig aan te passen, wordt de golfvoorkant van het geprojecteerde licht veranderd, waardoor de resolutie wordt verbeterd en diffractie-effecten worden verminderd. Tijdens het multi-patroonproces vermindert PSM de patroonafwijking veroorzaakt door lichtgolfcoherentie aanzienlijk. Double Patterning (DP): Een complex patroon wordt opgesplitst in twee onafhankelijke componenten en voltooid door twee belichtingen op verschillende tijdstippen. Dubbele patronen verbetert de patroonnauwkeurigheid aanzienlijk en versoepelt tegelijkertijd de beperkingen op de lithografieresolutie.

  Deze technologische combinatie staat echter ook voor een aantal uitdagingen. Productiecomplexiteit en hoge kosten zijn de belangrijkste uitdagingen.
De introductie van multi-patronentechnologie verhoogt ongetwijfeld de productiecomplexiteit, wat een nauwkeurige controle van elke stap vereist, inclusief de fotolak, het masker en de lichtbron. Geavanceerde maskertechnologie is ook relatief duur om te produceren, wat zeer geavanceerde maskervervaardigingsapparatuur en technische ondersteuning vereist, wat ongetwijfeld de totale productiekosten verhoogt.
  Samenvattend heeft de integratie van 172nm UV-lithografie met multi-patronen en geavanceerde maskertechnologie een doorbraak teweeggebracht in ultra-hoge resolutie in de halfgeleiderfabricage. Deze innovatieve combinatie zorgt niet alleen voor patroonfijnheid en resolutie, maar verbetert ook de algehele prestaties en stabiliteit van geïntegreerde schakelingen. Ondanks de huidige ontwerp- en productie-uitdagingen hebben we, met de voortdurende vooruitgang van de technologie, reden om te geloven dat de toepassing van deze geavanceerde technologieën de halfgeleiderindustrie sterk zal stimuleren in de richting van kleinere afmetingen en hogere integratiedichtheden.