光刻机简单介绍PPT(共-36张)

光刻机简单介绍郑鸿光2012.09.01目录1.发展史2.光刻机概述3.光刻机构造4.相关技术光刻机发展过程1.接触式光刻机2.接近式光刻机3.投影式光刻机4.扫描式光刻机5.步进式光刻机6.步进扫描式光刻机光刻机概述（一）•腔体（CHAMBER）•主体（MAINBODY）•传片单元（WAFERLOADER）•上版单元（RETICLELOADER）•照明系统（ILLUMINATION）•工作台（WAFERSTAGE）•控制柜（CONTROLRACK）光刻设备概述（二）•微细加工技术的核心，是微细光刻技术。•主要有光学曝光、电子束曝光、X射线曝光、离子束曝光。•目前生产上大量采用的是光学曝光技术。•Nikon光刻机：重复步进式光刻机（NSR）NSR–2205i12C①②③④⑤⑥①NSR為「NikonStepandRepeatexposuresystems」的略称。②表示最大曝光範囲。200為正方形□20.0mm的曝光範囲。③表示投影鏡頭的投影倍率。5是表示将Reticle上的図形以1/5倍投影到Wafer上。④表示曝光光波長。i是表示使用由超高圧水銀灯発出的光中的i線。⑤表示NSR本体的型式名。此数字越大意味着是越新模型的NSR。⑥表示投影鏡頭的型式。同様的□20mm1/5倍、使用i線的鏡頭中、以A或B等進行区別。光刻机光刻机：采用重复步进的方式将掩膜版（Reticle）的图形以5：1的比例转移到硅片（Wafer）上。光刻机基础光刻机曝光光源为超高压水银灯高压水银灯光线组成X线0.71nmKrF248nmi365nmh405nmg436nmx10nm紫外线400nm可视光区750nm红外线区光学基础知识•i线：波长=365nm•g线：波长=436nm•波长越长频率越低i＞g光刻机整体构造ＨＥＰAfilter压缩机送风机HeaterUvlampreticlewaferWaferstagelens风进风口光学系构造RAEHgLAMPM1M2SIMF、SFCFR1R2BMCML光刻机构造－干涉滤光镜玻璃衬底上涂一层半透明金属层，接着涂一层氟化镁隔层（可以减少镜头界面对射入光线的反射，减少光晕，提高成像质量），再涂一层半透明金属层，两金属层构成了法布里-珀罗标准具的两块平行板。当两极的间隔与波长同数量级时，透射光中不同波长的干涉高峰分得很开，利用别的吸收型滤光片可把不允许透过的光滤掉，从而得到窄通带的带通滤光片，其通频带宽度远比普通吸收型滤光片要窄。光刻机构造－复眼lens1、有多个具有共焦面小凸透镜组成2、为了确保照度、均一性reticle光刻机构造－SHUTTERUNIT位置：光路焦点处结构：马达（直流）计数器扇叶计数器马达扇叶功能：开曝光闭掩膜版对准、ISS光刻机构造－Stageunit（1）防震台YSTAGEXSTAGEZSTAGETSTAGELEVELINGSTAGEWAFERHOLDERWAFER主视结构图光刻机构造－STAGEUNIT（2）MotorFiducialmarkFC2mark移动镜WaferholderWaferIlluminationuniformitysensorMonitor插槽定位块光刻机构造－Stageunit（3）工作台定位－HP干涉计工作台定位－HP干涉计•在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应,激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束,另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时,含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2±Δf的光束，Δf是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率,正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-(f2±Δf)的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、放大器、整形器后进入减法器相减,输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算(乘1/2激光波长)后即可得出可动反射镜的位移量。工作台定位：移动境、固定境通过移动境、固定境反射后的光线，形成干涉光，被检知器检知。光刻机构造－LENSCONTROLLER•镜头控制器：简称LC,对镜头倍率及焦点进行控制的关键部件。•构成：控制基版BELLOWSPUMPLENSTEM.SENSOR压力计等LC倍率控制的实现reticle压力调节机构lenswaferABA室与大气相连；B室气压可以调节，通过改变B室气压，从而改变其折射率使倍率进行实时追踪A室中集中了大部分光学镜头LC与AUTOFOCUS的关系LenslampreticlewaferdetectSlitHalvingglassLens的实际焦点随着B室气压的变化实时在变化。Autofocus系统实现z工作台与lens焦点的追踪。vibratorupdown光刻机－相关特性参数1、数值孔径（numericalaperture)N.A.2、分辨率（resolvingpower)3、焦点深度（depthoffocus）数值孔径数值孔径（N.A.）θ物镜焦点N.A.=N×sinθN：折射率Θ：折射角分辨率：R分辨率：R衡量物镜的一个重要指标，与数值孔径有关，数值孔径越大，分辨率越高。R=kλ/N.A.K与光刻胶相关的常数λ使用光的波长N.A.镜头的数值孔径焦点深度：DOF焦点深度：即焦深，即焦点的有效曝光深度。DOF=Kλ/N.A.²K与光刻胶有关的常数λ使用光的波长N.A.镜头的数值孔径分辨率、焦深、NA关系d1d2d3较好的焦深较差的焦深d3、d4焦深d1d4如果d1=d2,则d3d4lenslens离轴照明在采用离轴照明的曝光系统中，掩模上的照明光线都与投影物镜主光轴有一定的夹角。入射光经掩模发生衍射，左侧光源的0级、-1级衍射光与右侧光束的+1级、0级衍射光参与成像。环形照明、四极照明和二极照明都属于离轴照明方式.离轴照明的优点1.离轴照明可以提高分辨率。2.离轴照明可以提高焦深。3.离轴照明可以提高对比度。我们考虑掩模图形为一维密集线条的光栅，同轴照明：1级以及更高阶衍射光都被物镜的光阑遮挡，只有0级衍射光进入物镜。离轴照明：0级衍射光和1级衍射光都可能进入成像系统的光瞳。R同轴=λ/3NAR离轴=λ/4NA从信息光学的观点看，掩模图形经投影物镜成像时，由于投影物镜的数值孔径有限，高频部分不能进入光瞳，对成像无贡献，使硅片面上的掩模像的对比度降低，影响成像质量。由于0级衍射光不包含掩模图形的任何空间调制信息，所以要对掩模图形成像，至少要包含1级衍射光。在投影曝光系统中，掩模图形的空间像的对比度依赖于投影物镜中参与成像的1级衍射光的比例。离轴照明技术通过降低成像光束中的低频成分来提高高频成分在总光强中的比例，从而提高了空间像的对比度。掩膜版对准系统（一）以shutter反射的E线光源作为对准光源，将掩膜版对准MARK与工作台上基准MARK进行对准。对准过程复杂，精度要求高。对准的后期进行LSA、FIA激光校正，为WAFER对准作准备。掩膜版对准系统（二）LSASETXALIGNMENTCHECKXLSASETYFIASETYRSETXWGASETYFIASETXWGASETθENDSTARTRETICLESEARCHRSETXRSETYLOOP1NGOKRETICLEALIGNMENTALIGNMENTCHECKYRSETθALIGNMENTCHECKθRETICLE计算ROTATION对准顺序M122345掩膜版对准系统（三）对准光路图掩膜版对准系统（四）掩膜版对准系统（五）控制系统图&基本波、倍周波形成Thankyou谢谢Q&A请您提问•11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。•12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。•13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。•14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。•15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!•16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。•17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。•18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。•19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。•20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。•1、有时候，我们活得累，并非生活过于刻薄，而是我们太容易被外界的氛围所感染，被他人的情绪所左右。•2、身材不好就去锻炼，没钱就努力去赚。别把窘境迁怒于别人，唯一可以抱怨的，只是不够努力的自己。•3、大概是没有了当初那种毫无顾虑的勇气，才变成现在所谓成熟稳重的样子。•4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。•5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。•6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。•7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。•8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。•9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。•10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。•11、失败不可怕，可怕的是从来没有努力过，还怡然自得地安慰自己，连一点点的懊悔都被麻木所掩盖下去。不能怕，没什么比自己背叛自己更可怕。•12、跌倒了，一定要爬起来。不爬起来，别人会看不起你，你自己也会失去机会。在人前微笑，在人后落泪，可这是每个人都要学会的成长。•13、要相信，这个世界上永远能够依靠的只有你自己。所以，管别人怎么看，坚持自己的坚持，直到坚持不下去为止。•14、也许你想要的未来在别人眼里不值一提，也许你已经很努力了可还是有人不满意，也许你的理想离你的距离从来没有拉近过......但请你继续向前走，因为别人看不到你的努力，你却始终看得见自己。•15、所有的辉煌和伟大，一定伴随着挫折和跌倒；所有的风光背后，一定都是一串串揉和着泪水和汗水的脚印。•16、成功的反义词不是失败，而是从未行动。有一天你总会明白，遗憾比失败更让你难以面对。•17、没有一件事情可以一下子把你打垮，也不会有一件事情可以让你一步登天，慢慢走，慢慢看，生命是一个慢慢累积的过程。•18、努力也许不等于成功，可是那段追逐梦想的努力，会让你找到一个更好的自己，一个沉默努力充实安静的自己。•19、你相信梦想，梦想才会相信你。有一种落差是，你配不上自己的野心，也辜负了所受的苦难。•20、生活不会按你想要的方式进行，它会给你一