การพิมพ์หินแช่

การพิมพ์หินแบบแช่

บทความนี้จะอธิบายเทคนิคการพิมพ์หินแบบจุ่มที่ใช้เพื่อเพิ่มความละเอียดของเครื่องจักรการพิมพ์หิน

0010-21631 ฝาห้อง AB

การผลิตชิป: วิวัฒนาการของการพิมพ์หิน
กฎของมัวร์ได้ขับเคลื่อนการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์มานานกว่าครึ่งศตวรรษ แต่เมื่อความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงของเครื่องพิมพ์หินติดอยู่ที่ 193 นาโนเมตร และกระบวนการชิปลดลงเหลือ 65 นาโนเมตร กฎของมัวร์ก็เริ่มเผชิญกับความท้าทาย บริษัทยักษ์ใหญ่ด้านการพิมพ์หินบางแห่งเลือกใช้กลยุทธ์แบบอนุรักษ์นิยม โดยตั้งความหวังไว้กับเทคโนโลยีการพิมพ์หินแบบแห้งที่มีความยาวคลื่น 157 นาโนเมตรสำหรับแหล่งกำเนิดแสง F2 excimer ในปี พ.ศ. 2545 ได้มีการเสนอแนวคิดเรื่องการพิมพ์หินแบบแช่ตัว ซึ่งลดการหักเหของแสงในของเหลวเพิ่มเติมโดยใช้น้ำเป็นตัวกลาง

วิธีการเพิ่ม NA ของรูรับแสงแบบตัวเลข
การเพิ่มความละเอียดของเครื่องพิมพ์หินขึ้นอยู่กับปัจจัยหลักสองประการ ได้แก่ ความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสง (แล) และรูรับแสงตัวเลข (NA) ของวัตถุประสงค์การฉายภาพ ตามเกณฑ์ของ Rayleigh ความละเอียด R ของเครื่องพิมพ์หินสามารถแสดงได้ด้วยสูตร R=k1⋅แล/NA โดยที่ k1 คือปัจจัยกระบวนการ ดังนั้น เมื่อความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงได้รับการแก้ไข การเพิ่ม NA ของรูรับแสงตัวเลขจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงความละเอียด มีสองวิธีหลักในการเพิ่ม NA: โดยการเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางวัตถุประสงค์ และโดยใช้เทคนิคการจุ่ม

การพิมพ์หินแบบแช่
หัวใจสำคัญของการพิมพ์หินแบบจุ่มคือการใช้ของเหลวที่มีดัชนีการหักเหของแสงสูง (โดยทั่วไปคือน้ำปราศจากไอออน) เพื่อแทนที่ช่องว่างอากาศระหว่างวัตถุฉายภาพและแผ่นเวเฟอร์ ความยาวคลื่นของแสงในเครื่องพิมพ์หิน ArF คือ 193 นาโนเมตร และดัชนีการหักเหของแสง n: อากาศ=1, น้ำ=1.44 ซึ่งหมายความว่ามุมหักเหของแสงที่ปล่อยออกมาจากเลนส์ใกล้วัตถุการฉายภาพจะ จะลดลงอย่างมากหลังจากเข้าสู่ตัวกลางที่เป็นน้ำ การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยให้ส่วนประกอบการเลี้ยวเบนที่มีลำดับสูงกว่ามีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างภาพ ซึ่งช่วยปรับปรุงความละเอียดของการพิมพ์หินได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความยาวคลื่นดั้งเดิมของแสง ArF 193 นาโนเมตรจะเปลี่ยนเป็น 134 นาโนเมตรในน้ำ ซึ่งช่วยลดความยาวคลื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งไม่เพียงแต่ต่ำกว่า 157 นาโนเมตรของแหล่งกำเนิดแสง Excimer F2 เท่านั้น แต่ยังเข้ากันได้กับกระบวนการผลิตที่มีอยู่มากขึ้นอีกด้วย

การปรับปรุงความละเอียดที่ได้เปรียบ:ความละเอียดของเครื่องพิมพ์หินได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากผ่านเทคโนโลยีการแช่ ทำให้สามารถผลิตชิปที่มีขนาดคุณสมบัติเล็กลงได้ คุ้มค่า: การพิมพ์หินแบบแช่มีราคาถูกกว่าและนำไปใช้กับการผลิตชิปที่มีอยู่ได้ง่ายกว่าการใช้แหล่งกำเนิดแสงที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า เช่น แหล่งกำเนิดแสง Excimer F2 วุฒิภาวะของเทคโนโลยี: เทคโนโลยีการพิมพ์หินแบบแช่ได้รับการตรวจสอบโดยการฝึกฝนมาหลายปีและเทคโนโลยีนี้มีความเป็นผู้ใหญ่และมีเสถียรภาพมากขึ้นvvvvvvv