双工作台沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展,德州仪器TI光刻机经历了五代产品

来源:时间: 2024-09-20新闻中心

双工作台沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展,德州仪器TI光刻机经历了五代产品

根据所使用的光源的改进,光刻机经历了五代产品的发展,每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。此外双工作台、沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展也在不断提升光刻机的工艺制程水平,以及生产的效率和良率,按所用光源,光刻机经历了五代产品的发展,最初的两代光刻机采用汞灯产生的 436nm g-line 和 365nm i-line 作为光刻光源,可以满足0.8-0.35 微米制程芯片的生产。最早的光刻机采用接触式光刻,即掩模贴在硅片上进行光刻,容易产生污染,且掩模寿命较短。此后的接近式光刻机对接触式光刻机进行了改良, 通过气垫在掩模和硅片间产生细小空隙,掩模与硅片不再直接接触,但受气垫影响,成像的精度不高,德州仪器TI第三代光刻机采用 248nm 的 KrF(氟化氪)准分子激光作为光源,将最小工艺节点提升至350-180nm 水平,在光刻工艺上也采用了扫描投影式光刻,即现在光刻机通用的,光源通过掩模, 经光学镜头调整和补偿后, 以扫描的方式在硅片上实现曝光,第四代 ArF 光刻机:最具代表性的光刻机产品。第四代光刻机的光源采用了 193nm 的 ArF(氟化氩)准分子激光,将最小制程一举提升至 65nm 的水平。第四代光刻机是目前使用最广的光刻机,也是最具有代表性的一代光刻机。由于能够取代 ArF 实现更低制程的光刻机迟迟无法研发成功,光刻机生产商在 ArF 光刻机上进行了大量的工艺创新,来满足更小制程和更高效率的生产需要,实现步进式扫描投影。 此前的扫描投影式光刻机在光刻时硅片处于静止状态,通过掩模的移动实现硅片不同区域的曝光。 1986 年 ASML 德州仪器TI推出步进式扫描投影光刻机,实现了光刻过程中,掩模和硅片的同步移动, 并且采用了缩小投影镜头,缩小比例达到 5: 1, 有效提升了掩模的使用效率和曝光精度,将芯片的制程和生产效率提升了一个台阶。


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