来源:时间: 2024-09-21
测量对准光刻等所有流程都在这一个工作台上完成,德州仪器TI浸没式光刻系统的原理
德州仪器TI双工作台光刻机。硅片在进入光刻流程前要先进行测量和对准,过去光刻机只有一个工作台,测量、对准、光刻等所有流程都在这一个工作台上完成。 2001 年 ASML 推出了双工作台系统(TWINSCAN system),双工作台系统使得光刻机能够在不改变初始速度和加速度的条件下,当一个工作台在进行曝光工作的同时,另外一个工作台可以同时进行曝光之前的预对准工作,使得光刻机的生产效率提升大约 35%。虽然从结果上来看,仅仅是增加了一个工作台,但其中的技术难度却不容小觑,双工作台系统对于换台的速度和精度有极高的要求, 如果换台速度慢,则影响光刻机工作效率;如果换台精度不够, 则可能影响后续扫描光刻等步骤的正常开展。双工作台光刻机系统样机创新三: 浸没式光刻系统。到了 45nm 制程节点时, ArF 光刻机也遇到了分辨率不足的问题,此时业内对下一代光刻机的发展提出了两种路线图。一是开发波长更低的 157nmF2准分子激光做为光源, 二是由 2002 年台积电林本坚提出的浸没式光刻。此前的光刻机都是干式机台,曝光显影都是在无尘室中,以空气为媒介进行。由于最小分辨率公式中的 NA 与折射率成正相关,如果用折射率大于 1 的水做为媒介进行光刻,最小分辨率将得到提升,这就是浸没式光刻系统的原理。ASML 率先推出浸没式光刻机,奠定自身市场地位。林本坚提出浸没式光刻设想后, ASML开始与台积电合作开发浸没式光刻机,并在 2007年成功推出第一台浸没式光刻机TWINSCANXT:1900i,该设备采用折射率达到 1.44 的去离子水做为媒介,实现了 45nm 的制程工艺,并一举垄断市场。当时的另两大光刻巨头尼康、佳能主推的157nm 光源干式光刻机被市场抛弃,不仅损失了巨大的人力物力,也在产品线上显著落后于 ASML,这也是尼康、佳能由盛转衰,ASML 一家独大的重要转折点。