Litografia d'immersió

Litografia d'immersió

Aquest article descriu les tècniques de litografia d'immersió utilitzades per augmentar la resolució de les màquines de litografia.

0010-21631 Tapa de la cambra AB

Fabricació de xips: l'evolució de la litografia
Durant més de mig segle, la Llei de Moore ha estat impulsant el desenvolupament de la tecnologia de semiconductors, però quan la longitud d'ona de la font de llum de la màquina de litografia s'enganxa a 193 nm i el procés de xip es redueix a 65 nm, la Llei de Moore comença a afrontar reptes. Alguns gegants de la litografia han optat per una estratègia conservadora, posant les seves esperances en la tecnologia de litografia seca amb una longitud d'ona de 157 nm per a fonts de llum excimer F2. L'any 2002 es va proposar la idea de la litografia per immersió, en la qual la refracció de la llum en un líquid es reduïa encara més utilitzant l'aigua com a mitjà.

Un mètode per augmentar el NA de l'obertura numèrica
Augmentar la resolució d'una màquina de litografia depèn de dos factors principals: la longitud d'ona de la font de llum (λ) i l'obertura numèrica (NA) de l'objectiu de projecció. Segons el criteri de Rayleigh, la resolució R de la màquina de litografia es pot expressar amb la fórmula R=k1⋅λ/NA, on k1 és el factor de procés. Per tant, quan es fixa la longitud d'ona de la font de llum, augmentar la NA de l'obertura numèrica es converteix en la clau per millorar la resolució. Hi ha dues maneres principals d'elevar NA: augmentant el diàmetre de l'objectiu i utilitzant tècniques d'immersió.

Litografia d'immersió
Al cor de la litografia d'immersió hi ha l'ús d'un líquid amb un alt índex de refracció (típicament aigua desionitzada) per substituir l'espai d'aire entre l'objectiu de projecció i l'hòstia. La longitud d'ona de la llum a la màquina de litografia ArF és de 193 nm i l'índex de refracció n: aire=1, aigua=1,44, el que significa que l'angle de refracció de la llum emesa per la lent de l'objectiu de projecció serà es redueix significativament després d'entrar al medi aquós. Aquest canvi permet que s'impliquin més components de difracció d'ordre superior en el procés d'imatge, la qual cosa millora efectivament la resolució de la litografia. Concretament, la longitud d'ona original de la llum ArF de 193 nm es canvia a 134 nm a l'aigua, la qual cosa redueix efectivament la longitud d'ona, que no només és inferior als 157 nm de la font de llum excimer F2, sinó que també és més compatible amb els processos de fabricació existents.

Millora avantatjosa de la resolució:La resolució de la màquina de litografia s'ha millorat significativament gràcies a la tecnologia d'immersió, fet que permet fabricar xips amb mides de característiques més petites. Rentable: la litografia d'immersió és menys costosa i més fàcil d'aplicar a les fabricacions de xips existents que utilitzar fonts de llum de longitud d'ona més curta, com ara fonts de llum excimer F2. Maduresa de la tecnologia: la tecnologia de litografia d'immersió ha estat verificada per la pràctica durant molts anys i la tecnologia és més madura i estable.