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目的 研讀本章內容後，你將可學習到： 解釋微影中對準及曝光之目的。 描述微影中光的性質及曝光源的重要性。 對於光學雕像，敘述及說明光的重要觀點。 解釋解析度，描述它的關鍵參數及討論如何計算它。 討論對準與曝光5個設備世代。 描述標線板，解釋如何製造之及討論在微雕像中之用途。 討論次波長雕像之光增強技術。 解釋如何於雕像中對準。 微影之8個步驟 微影中晶圓步進機3個主要目的 晶圓表面和石英平面標線板聚焦及對準。 經由光阻的曝光，在晶圓上重複產生高解析度的標線板影像。 配合量產需求，在單位時間可生產足夠量的晶圓。 標線板圖案轉移 標線板圖案之佈局及尺度 光學雕像術 光 光波的干涉 光濾鏡 電磁頻譜 光波長及頻率 v =光速度，3 ? 108 m/sec f =頻率，單位Hertz (每秒之次數) ? =波長，單位頻率之物理性波長，可於儀錶量測 波之干涉 光濾波 紫外光譜 光學雕像術 曝光光源 汞弧燈管 激能雷射 空間連貫 曝光控制 典型高壓汞弧燈管之激發頻譜 汞弧燈管之峰強度 248nm激能雷射和汞燈之光譜激發強度 光阻過度吸收入射光能 用於半導體微影之激能雷射源 空間連貫 光學雕像術 光學 光的反射 光之折射 透鏡 繞射 數值孔隙 抗反射層塗佈 反射定律 鏡子的應用 在兩傳播物質中之光折射 材料之完全折射率 透鏡光學系統 聚光透鏡 散光透鏡 雷射導致透鏡緊密化 在小開口光繞射之干涉圖案 標線板圖案中之繞射 透鏡捕捉繞射光 數值孔隙對影像之影響 用於微影機台中常用之NA值 由於光反射造成光阻反射性凹曲 光阻中入射與反射光波干涉 光阻中駐波之影響 塗佈抗反射層以防止駐波 底面抗反射塗佈抑制光 BRAC之光相移消除 上面抗反射塗佈 光學雕像術 解析度 解析度計算 聚焦深度 解析度與聚焦深度 表面平坦化 尺度大小之解析度 已知 ?、NA及k值，計算解析度 聚焦深度 (DOF) 不同NA之解析度和場深度 微影設備 接觸式對準機 近接式對準機 掃描投影式對準機 步進且重複式對準機(步進機) 步進且掃描式系統 接觸／近接式對準機系統 近接式對準機之邊緣繞射及表面反射 掃描式投影對準機 步進且重複式對準機 (步進機) 步進機曝光場 步進且掃描之晶圓曝光場 步進且掃描曝光系統 標線板 標線板和光罩之比較 標線板材質 標線板縮影及尺度 標線板製作 標線板損害之來源 標線板和光罩之比較 微影用標線板 光罩縮影和曝光場之比較 電子束雕像主要構造圖 標線板上之薄膜 光學增強技術 相移光罩 (PSM) 光學近接修正 (OPC) 偏軸曝光 偏移 相移式光罩 光學近接影響 偏軸曝光 以細體減小接觸圓形化 對準 基準線補償 重疊精確 對準標記 對準形式 重疊預算 晶圓上曝光場之格子 步進且重複對準系統 對準標記 同軸及偏軸對準系統 環境條件 溫度 濕度 振動 大氣壓力 微粒污染 微影機台之比較(參考 表14.7) 形式 波長(nm) 對準機形式 曝光形式 曝光場大小(mm) 解析度(mm) 重疊精確(nm) 步進且掃描式系統 -X +X +Y -Y DX -DY 登記之偏移 -X +X +Y -Y 晶圓圖案 標線板圖案 完美之重疊精確 圖 14.46 1 2 3 4 11 12 13 14 15 16 10 9 8 7 6 5 23 24 25 26 27 28 22 21 20 19 18 17 32 31 30 29 起始 停止 圖 14.47 (Used with permission from Canon USA, FPA-2000 il) 圖 14.48 對準系統組成 i-line發光器 C-scope (偏軸) B-scope (偏軸) 對準光源(ALS) 光纖 iA (同軸)TV AA/FRA 光纖 TVPA (偏軸) X-Y參考區 前面 第2光罩 第1光罩 第2道光罩層 第1光罩層 RA，標線板對準標記；L/R GA，晶圓球形對準標記；L/R FA，晶圓微細對準標記 + + + + RAL RAR + GA + FAL + FAR + GAR + GAL 缺口、粗略對準 FAL FAR FAL/R + + FAL/R + 對於第2道光罩 +從第1 光罩 { 圖 14.49 對準雷射(633nm) 光纖 影像 偏軸對準組件 對準BLC 標準線 偏軸對準系統 對準雷射(633nm) 影像照像之顯微目標 投射光 晶圓平台 對準BLC 標準線 標線板 同軸對準系統