一些《集成电路与光刻机》笔记

集成电路与光刻机王朝 戴凤钊 2020年8月第一版 一些笔记
瑞利公式决定了光刻分辨率：R=k_1 λ/NA
从瑞利公式可以看出，提高光刻分辨率的方法是减少曝光波长，增加投影物镜数值的孔径NA，减少工艺因素k_1 。
引入浸液曝光技术：在投影物镜的最后一片透镜和硅片之间填充折射率1.437超纯水，投影物镜数值孔径1.35。
主要的分辨率增强技术包括离轴照明OAI，修正光学邻近效应OPC，相移掩膜PSM，偏振照明、光源掩膜联合优化SMO。

主要性能指标：分辨率、套刻精度、产率

分辨率：

pitch分辨率	fpitch分辨率
光刻工艺最小周期的一半，即half-pitch（hp）	光刻工艺可以制作的最小特征图形尺寸，也称为关键尺寸（critical dimension， CD）
芯片上晶体管之间的距离决定了	决定了芯片上每个晶体管的大小
影响芯片的成本	它决定了芯片的运行速度和功耗
受限于光刻机投影物镜的数值孔径和曝光光源的波长，由瑞利公式给定。	受特征图形限制CD控制能力。

关键尺寸均匀性（critical dimension uniformity， CDU），CDU指标与CD大小密切相关，一般要求控制到CD10%左右。对于光刻机，分辨率主要是指pitch分辨率。

套刻精度
一般，套刻精度

产率
一般来说，每小时曝光的硅片数量（wafer per hour， wph）表示.

光源
汞灯光源
将汞和惰性气体氩气或氙气填充在熔融石英灯室中，并在灯室的阳极和阴极之间施加高频电压，使填充的惰性气体电离，放置点使灯室内的汞蒸发并辐射光线。

准分子激光光源
脉冲气体激光器（KrF、ArF（惰性气体Ne、Kr、Ar和卤素原子F）准分子激光器)，惰性气体原子与卤素元素混合，然后以点的形式激励，称为激发态分子。当激发态分子的分子跳回基态时，它会立即分解并恢复到原始状态，并释放光子。这种激发态分子的寿命很短，只有10-20ns，因此被称为准分子。
重复频率：激光单位时间内的脉冲数。

EUV光源
等离子离子光源DPP
激光等离子光源LPP
商用EUV光刻机采用LPP光源，通过CO_2激光与Sn液滴相互作用，产生等离子体，辐射EUV光。光束传输系统后，主脉冲和预脉冲聚焦于收集镜的焦点，Sn液滴靶产生20-30um直径液滴被预脉冲和主脉冲冲击中，转化为高温Sn等离子体辐射13.5nm波长的EUV光，通过收集镜聚集IF。

光刻机投影物镜主要包括全折射(色差大)、折射(用于数值孔径较高的浸液光刻机)、全反射(因为EUV几乎所有的光学材料都能强烈吸收波段，EUV光刻机投影物镜只能采用全反射结构。