এক ওভারভিউ
ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, ফটোলিথোগ্রাফি হল মূল প্রক্রিয়া যা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের একীকরণ স্তর নির্ধারণ করে। এই প্রক্রিয়ার কাজ হল মাস্ক (এটিকে মাস্কও বলা হয়) থেকে অর্ধপরিবাহী উপাদান সাবস্ট্রেটে বিশ্বস্ততার সাথে সার্কিট গ্রাফিক তথ্য প্রেরণ করা এবং স্থানান্তর করা।
ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার মূল নীতি হল মুখোশের উপর সার্কিট প্যাটার্ন রেকর্ড করতে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠে প্রলিপ্ত ফটোরেসিস্টের আলোক রাসায়নিক বিক্রিয়াকে ব্যবহার করা, যার ফলে নকশা থেকে সাবস্ট্রেটে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্যাটার্ন স্থানান্তর করার উদ্দেশ্য অর্জন করা।
ফটোলিথোগ্রাফির মৌলিক প্রক্রিয়া:
প্রথমত, একটি আবরণ মেশিন ব্যবহার করে সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের উপর photoresist প্রয়োগ করা হয়;
তারপরে, একটি ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন ব্যবহার করা হয় ফটোরেসিস্টের সাথে প্রলিপ্ত সাবস্ট্রেটকে প্রকাশ করার জন্য, এবং ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন দ্বারা প্রেরিত মাস্ক প্যাটার্নের তথ্য রেকর্ড করতে ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন ব্যবহার করা হয়, সাবস্ট্রেটে মুখোশ প্যাটার্নের বিশ্বস্ততা সংক্রমণ, স্থানান্তর এবং প্রতিলিপি সম্পূর্ণ করে;
পরিশেষে, একজন বিকাশকারীকে এক্সপোজারের পরে ফটোরসায়নিক প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যে ফটোরেসিস্টকে অপসারণ (বা ধরে রাখা) করার জন্য উন্মুক্ত সাবস্ট্রেট তৈরি করতে ব্যবহার করা হয়।
দ্বিতীয় ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া
মাস্কে ডিজাইন করা সার্কিট প্যাটার্নটি সিলিকন ওয়েফারে স্থানান্তর করার জন্য, স্থানান্তরটি প্রথমে একটি এক্সপোজার প্রক্রিয়ার মাধ্যমে অর্জন করতে হবে এবং তারপরে সিলিকন প্যাটার্নটি একটি এচিং প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রাপ্ত করতে হবে।
যেহেতু ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া এলাকার আলোকসজ্জা একটি হলুদ আলোর উত্স ব্যবহার করে যার প্রতি আলোক সংবেদনশীল উপাদানগুলি সংবেদনশীল নয়, এটিকে হলুদ আলোর এলাকাও বলা হয়।
ফটোলিথোগ্রাফি প্রথম মুদ্রণ শিল্পে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং প্রাথমিক পিসিবি উত্পাদনের প্রধান প্রযুক্তি ছিল। 1950 এর দশক থেকে, ফটোলিথোগ্রাফি ধীরে ধীরে আইসি উত্পাদনে প্যাটার্ন স্থানান্তরের জন্য মূলধারার প্রযুক্তি হয়ে উঠেছে।
লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার মূল সূচকগুলির মধ্যে রয়েছে রেজোলিউশন, সংবেদনশীলতা, ওভারলে সঠিকতা, ত্রুটির হার ইত্যাদি।
ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল ফটোরেসিস্ট, যা একটি আলোক সংবেদনশীল উপাদান। যেহেতু ফটোরেসিস্টের সংবেদনশীলতা আলোর উৎসের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে, তাই ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া যেমন g/i লাইন, 248nm KrF, এবং 193nm ArF এর জন্য বিভিন্ন ফটোরেসিস্ট উপাদান প্রয়োজন।
একটি সাধারণ ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার প্রধান প্রক্রিয়ায় পাঁচটি ধাপ রয়েছে:
- বেস ফিল্ম প্রস্তুতি;
-ফটোরেসিস্ট এবং নরম বেক প্রয়োগ করুন;
-সারিবদ্ধকরণ, এক্সপোজার এবং পোস্ট-এক্সপোজার বেকিং;
- হার্ড ফিল্ম বিকাশ;
- উন্নয়ন সনাক্তকরণ.
(1)বেস ফিল্ম প্রস্তুতি: প্রধানত পরিষ্কার এবং ডিহাইড্রেশন। যেহেতু যেকোন দূষিত পদার্থ ফটোরসিস্ট এবং ওয়েফারের মধ্যে আনুগত্যকে দুর্বল করে দেবে, পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে পরিষ্কার করা ওয়েফার এবং ফটোরেসিস্টের মধ্যে আনুগত্যকে উন্নত করতে পারে।
(2)ফটোরেসিস্ট লেপ: এটি সিলিকন ওয়েফার ঘোরানোর মাধ্যমে অর্জন করা হয়। বিভিন্ন ফটোরেসিস্টের জন্য বিভিন্ন আবরণ প্রক্রিয়ার পরামিতি প্রয়োজন, যার মধ্যে ঘূর্ণন গতি, ফটোরেসিস্ট বেধ এবং তাপমাত্রা রয়েছে।
নরম বেকিং: বেকিং ফটোরেসিস্ট এবং সিলিকন ওয়েফারের মধ্যে আনুগত্য উন্নত করতে পারে, সেইসাথে ফটোরেসিস্ট বেধের অভিন্নতা, যা পরবর্তী এচিং প্রক্রিয়ার জ্যামিতিক মাত্রার সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের জন্য উপকারী।
(৩)প্রান্তিককরণ এবং এক্সপোজার: অ্যালাইনমেন্ট এবং এক্সপোজার হল ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। তারা মুখোশ প্যাটার্নটিকে ওয়েফারে বিদ্যমান প্যাটার্নের সাথে সারিবদ্ধ করার (বা সামনের স্তরের প্যাটার্ন) উল্লেখ করে এবং তারপরে নির্দিষ্ট আলো দিয়ে এটিকে বিকিরণ করে। আলোক শক্তি ফটোরেসিস্টে আলোক সংবেদনশীল উপাদানগুলিকে সক্রিয় করে, যার ফলে মুখোশের প্যাটার্নটি ফটোরেসিস্টে স্থানান্তরিত হয়।
সারিবদ্ধকরণ এবং এক্সপোজারের জন্য ব্যবহৃত সরঞ্জাম হল একটি ফটোলিথোগ্রাফি মেশিন, যা সমগ্র ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদন প্রক্রিয়ার প্রক্রিয়া সরঞ্জামগুলির সবচেয়ে ব্যয়বহুল একক অংশ। ফটোলিথোগ্রাফি মেশিনের প্রযুক্তিগত স্তর সমগ্র উত্পাদন লাইনের অগ্রগতির স্তরের প্রতিনিধিত্ব করে।
পোস্ট-এক্সপোজার বেকিং: এক্সপোজারের পরে একটি সংক্ষিপ্ত বেকিং প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যা গভীর অতিবেগুনি ফটোরিস্ট এবং প্রচলিত আই-লাইন ফটোরেসিস্টের চেয়ে আলাদা প্রভাব ফেলে।
গভীর আল্ট্রাভায়োলেট ফটোরেসিস্টের জন্য, পোস্ট-এক্সপোজার বেকিং ফটোরেসিস্টের প্রতিরক্ষামূলক উপাদানগুলিকে সরিয়ে দেয়, ফটোরেসিস্টকে বিকাশকারীতে দ্রবীভূত করতে দেয়, তাই পোস্ট-এক্সপোজার বেকিং প্রয়োজনীয়;
প্রচলিত আই-লাইন ফটোরেসিস্টদের জন্য, পোস্ট-এক্সপোজার বেকিং ফটোরেসিস্টের আনুগত্যকে উন্নত করতে পারে এবং স্থায়ী তরঙ্গকে কমাতে পারে (স্ট্যান্ডিং ওয়েভগুলি ফটোরেসিস্টের প্রান্তের আকারবিদ্যার উপর বিরূপ প্রভাব ফেলবে)।
(4)হার্ড ফিল্ম উন্নয়নশীল: এক্সপোজারের পরে ফটোরেসিস্ট (পজিটিভ ফটোরেসিস্ট) এর দ্রবণীয় অংশ দ্রবীভূত করতে বিকাশকারী ব্যবহার করে এবং ফটোরেসিস্ট প্যাটার্নের সাথে মাস্ক প্যাটার্নটি সঠিকভাবে প্রদর্শন করে।
উন্নয়ন প্রক্রিয়ার মূল পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে বিকাশের তাপমাত্রা এবং সময়, বিকাশকারীর ডোজ এবং ঘনত্ব, পরিষ্কার করা ইত্যাদি। উন্নয়নে প্রাসঙ্গিক পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে, ফটোরেসিস্টের উন্মুক্ত এবং অপ্রকাশিত অংশগুলির মধ্যে দ্রবীভূত হওয়ার হারের পার্থক্য বাড়ানো যেতে পারে, যার ফলে পছন্দসই উন্নয়ন প্রভাব প্রাপ্তি।
হার্ডেনিংকে হার্ডেনিং বেকিংও বলা হয়, যা উন্নত ফটোরেসিস্টের অবশিষ্ট দ্রাবক, বিকাশকারী, জল এবং অন্যান্য অপ্রয়োজনীয় অবশিষ্ট উপাদানগুলিকে উত্তপ্ত ও বাষ্পীভূত করে অপসারণ করার প্রক্রিয়া, যাতে সিলিকন সাবস্ট্রেটের সাথে ফটোরেসিস্টের আনুগত্য উন্নত করা যায় এবং ফটোরেসিস্টের এচিং প্রতিরোধের।
হার্ডেনিং প্রক্রিয়ার তাপমাত্রা বিভিন্ন ফোটোরেসিস্ট এবং শক্ত করার পদ্ধতির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। ভিত্তি হল যে photoresist প্যাটার্ন বিকৃত হয় না এবং photoresist যথেষ্ট শক্ত করা উচিত।
(5)উন্নয়ন পরিদর্শন: এটি বিকাশের পরে ফটোরেসিস্ট প্যাটার্নে ত্রুটিগুলি পরীক্ষা করার জন্য। সাধারণত, ইমেজ রিকগনিশন প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয় স্বয়ংক্রিয়ভাবে বিকাশের পরে চিপ প্যাটার্নটি স্ক্যান করতে এবং এটিকে প্রাক-সংরক্ষিত ত্রুটি-মুক্ত স্ট্যান্ডার্ড প্যাটার্নের সাথে তুলনা করতে। যদি কোন পার্থক্য পাওয়া যায়, তবে এটি ত্রুটিপূর্ণ বলে বিবেচিত হয়।
যদি ত্রুটির সংখ্যা একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করে, সিলিকন ওয়েফারটি বিকাশ পরীক্ষায় ব্যর্থ হয়েছে বলে বিচার করা হয় এবং উপযুক্ত হিসাবে স্ক্র্যাপ বা পুনরায় কাজ করা যেতে পারে।
ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদন প্রক্রিয়ায়, বেশিরভাগ প্রক্রিয়াগুলি অপরিবর্তনীয়, এবং ফটোলিথোগ্রাফি হল খুব কম প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি যা পুনরায় কাজ করা যেতে পারে।
তিনটি ফটোমাস্ক এবং ফটোরেসিস্ট উপকরণ
3.1 ফটোমাস্ক
একটি ফটোমাস্ক, একটি ফটোলিথোগ্রাফি মাস্ক নামেও পরিচিত, এটি ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ওয়েফার উত্পাদনের ফটোলিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াতে ব্যবহৃত একটি মাস্টার।
ফটোমাস্ক উত্পাদন প্রক্রিয়াটি হল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের দ্বারা ডিজাইন করা ওয়েফার উত্পাদনের জন্য প্রয়োজনীয় মূল লেআউট ডেটাকে একটি ডেটা বিন্যাসে রূপান্তর করা যা লেজার প্যাটার্ন জেনারেটর বা ইলেক্ট্রন বিম এক্সপোজার সরঞ্জাম দ্বারা মাস্ক ডেটা প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে স্বীকৃত হতে পারে, যাতে এটি উন্মুক্ত করা যায়। ফটোমাস্ক সাবস্ট্রেট উপাদানের উপরোক্ত সরঞ্জামগুলি আলোক সংবেদনশীল উপাদান দিয়ে লেপা; তারপরে এটি সাবস্ট্রেট উপাদানের উপর প্যাটার্ন ঠিক করার জন্য বিকাশ এবং এচিং এর মতো প্রক্রিয়াগুলির একটি সিরিজের মাধ্যমে প্রক্রিয়া করা হয়; অবশেষে, এটি পরিদর্শন করা হয়, মেরামত করা হয়, পরিষ্কার করা হয় এবং একটি মাস্ক পণ্য তৈরি করার জন্য ফিল্ম-লেমিনেট করা হয় এবং ব্যবহারের জন্য ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্রস্তুতকারকের কাছে সরবরাহ করা হয়।
3.2 ফটোরেসিস্ট
ফটোরেসিস্ট, ফটোরেসিস্ট নামেও পরিচিত, একটি আলোক সংবেদনশীল উপাদান। এতে আলোক সংবেদনশীল উপাদানগুলি আলোর বিকিরণের অধীনে রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যাবে, যার ফলে দ্রবীভূত হওয়ার হারে পরিবর্তন ঘটবে। এর প্রধান কাজ হল মুখোশের প্যাটার্নটিকে একটি সাবস্ট্রেটে যেমন একটি ওয়েফারে স্থানান্তর করা।
ফটোরেসিস্টের কার্যকরী নীতি: প্রথমত, ফটোরেসিস্টটি সাবস্ট্রেটের উপর প্রলেপ দেওয়া হয় এবং দ্রাবক অপসারণের জন্য প্রাক-বেক করা হয়;
দ্বিতীয়ত, মুখোশটি আলোর সংস্পর্শে আসে, যার ফলে উন্মুক্ত অংশের আলোক সংবেদনশীল উপাদানগুলি একটি রাসায়নিক প্রতিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যায়;
তারপর, একটি পোস্ট এক্সপোজার বেক সঞ্চালিত হয়;
অবশেষে, ফটোরেসিস্ট আংশিকভাবে বিকাশের মাধ্যমে দ্রবীভূত হয় (ধনাত্মক ফটোরেসিস্টের জন্য, উন্মুক্ত অঞ্চলটি দ্রবীভূত হয়; নেতিবাচক ফটোরেসিস্টের জন্য, অপ্রকাশিত অঞ্চলটি দ্রবীভূত হয়), যার ফলে মাস্ক থেকে সাবস্ট্রেটে ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট প্যাটার্ন স্থানান্তর উপলব্ধি করা হয়।
ফটোরেসিস্টের উপাদানগুলির মধ্যে প্রধানত ফিল্ম-গঠনকারী রজন, আলোক সংবেদনশীল উপাদান, ট্রেস অ্যাডিটিভ এবং দ্রাবক অন্তর্ভুক্ত।
তাদের মধ্যে, ফিল্ম-গঠন রজন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং এচিং প্রতিরোধের জন্য ব্যবহৃত হয়; আলোক সংবেদনশীল উপাদান আলোর অধীনে রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়, যার ফলে দ্রবীভূত হওয়ার হারে পরিবর্তন হয়;
ট্রেস অ্যাডিটিভের মধ্যে রয়েছে রঞ্জক, সান্দ্রতা বৃদ্ধিকারী ইত্যাদি, যা ফটোরেসিস্টের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়; দ্রাবকগুলি উপাদানগুলিকে দ্রবীভূত করতে এবং তাদের সমানভাবে মিশ্রিত করতে ব্যবহৃত হয়।
বর্তমানে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত ফটোরসিস্টগুলিকে আলোক রাসায়নিক বিক্রিয়া পদ্ধতি অনুসারে প্রথাগত ফটোরেসিস্ট এবং রাসায়নিকভাবে পরিবর্ধিত ফটোরেসিস্টগুলিতে ভাগ করা যেতে পারে এবং এছাড়াও অতিবেগুনী, গভীর অতিবেগুনী, চরম অতিবেগুনী, ইলেক্ট্রন রশ্মি, আয়ন রশ্মি এবং এক্স-রে ফটোরেসিস্টগুলিতে বিভক্ত করা যেতে পারে। আলোক সংবেদনশীলতা তরঙ্গদৈর্ঘ্য।
চারটি ফটোলিথোগ্রাফি সরঞ্জাম
ফটোলিথোগ্রাফি প্রযুক্তি যোগাযোগ/প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি, অপটিক্যাল প্রজেকশন লিথোগ্রাফি, স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফি, স্ক্যানিং লিথোগ্রাফি, নিমজ্জন লিথোগ্রাফি এবং ইইউভি লিথোগ্রাফির বিকাশ প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে গেছে।
4.1 যোগাযোগ/প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি মেশিন
যোগাযোগের লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি 1960-এর দশকে আবির্ভূত হয়েছিল এবং 1970-এর দশকে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। ছোট আকারের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের যুগে এটি ছিল প্রধান লিথোগ্রাফি পদ্ধতি এবং এটি প্রধানত 5μm-এর বেশি বৈশিষ্ট্যের আকার সহ সমন্বিত সার্কিট তৈরি করতে ব্যবহৃত হত।
একটি পরিচিতি/প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি মেশিনে, ওয়েফারটি সাধারণত একটি ম্যানুয়ালি নিয়ন্ত্রিত অনুভূমিক অবস্থান এবং ঘূর্ণায়মান ওয়ার্কটেবলে স্থাপন করা হয়। অপারেটর একই সাথে মাস্ক এবং ওয়েফারের অবস্থান পর্যবেক্ষণ করতে একটি পৃথক ফিল্ড মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে এবং মাস্ক এবং ওয়েফারকে সারিবদ্ধ করতে ওয়ার্কটেবলের অবস্থান ম্যানুয়ালি নিয়ন্ত্রণ করে। ওয়েফার এবং মাস্ক সারিবদ্ধ হওয়ার পরে, দুটি একসাথে চাপা হবে যাতে মুখোশটি ওয়েফারের পৃষ্ঠের ফটোরেসিস্টের সাথে সরাসরি যোগাযোগে থাকে।
অণুবীক্ষণ যন্ত্রের উদ্দেশ্য মুছে ফেলার পর, চাপা ওয়েফার এবং মাস্ক এক্সপোজার টেবিলে স্থানান্তরিত হয়। পারদ বাতি দ্বারা নির্গত আলো একটি লেন্সের মাধ্যমে মুখোশের সমান্তরাল এবং সমান্তরাল হয়। যেহেতু মুখোশটি ওয়েফারের ফটোরেসিস্ট স্তরের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে, তাই মুখোশের প্যাটার্নটি এক্সপোজারের পরে 1:1 অনুপাতে ফটোরেসিস্ট স্তরে স্থানান্তরিত হয়।
যোগাযোগের লিথোগ্রাফি সরঞ্জাম হল সবচেয়ে সহজ এবং সবচেয়ে লাভজনক অপটিক্যাল লিথোগ্রাফি সরঞ্জাম, এবং সাব-মাইক্রোন বৈশিষ্ট্য আকারের গ্রাফিক্সের এক্সপোজার অর্জন করতে পারে, তাই এটি এখনও ছোট-ব্যাচের পণ্য উত্পাদন এবং পরীক্ষাগার গবেষণায় ব্যবহৃত হয়। মাস্ক এবং ওয়েফারের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগের কারণে লিথোগ্রাফি খরচ বৃদ্ধি এড়াতে বড় আকারের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উত্পাদনে, প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি চালু করা হয়েছিল।
প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি 1970-এর দশকে ছোট আকারের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের যুগে এবং মাঝারি-স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের প্রথম যুগে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। যোগাযোগের লিথোগ্রাফির বিপরীতে, প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফিতে মুখোশটি ওয়েফারের ফটোরেসিস্টের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে না, তবে নাইট্রোজেনে ভরা একটি ফাঁক রেখে যায়। মুখোশটি নাইট্রোজেনের উপর ভাসছে এবং মাস্ক এবং ওয়েফারের মধ্যে ফাঁকের আকার নাইট্রোজেন চাপ দ্বারা নির্ধারিত হয়।
যেহেতু প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফিতে ওয়েফার এবং মাস্কের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগ নেই, তাই লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ার সময় প্রবর্তিত ত্রুটিগুলি হ্রাস পায়, যার ফলে মুখোশের ক্ষতি হ্রাস পায় এবং ওয়েফারের ফলন উন্নত হয়। প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফিতে, ওয়েফার এবং মুখোশের মধ্যে ব্যবধান ওয়েফারটিকে ফ্রেসনেল ডিফ্র্যাকশন অঞ্চলে রাখে। বিচ্ছুরণের উপস্থিতি প্রক্সিমিটি লিথোগ্রাফি সরঞ্জামের রেজোলিউশনের আরও উন্নতিকে সীমাবদ্ধ করে, তাই এই প্রযুক্তিটি মূলত 3μm এর উপরে বৈশিষ্ট্যের আকার সহ সমন্বিত সার্কিট তৈরির জন্য উপযুক্ত।
4.2 স্টেপার এবং রিপিটার
স্টেপার হল ওয়েফার লিথোগ্রাফির ইতিহাসে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি, যা সাব-মাইক্রোন লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াটিকে ব্যাপক উৎপাদনে উন্নীত করেছে। স্টেপার 22mm × 22mm এর একটি সাধারণ স্ট্যাটিক এক্সপোজার ক্ষেত্র এবং 5:1 বা 4:1 এর হ্রাস অনুপাত সহ একটি অপটিক্যাল প্রজেকশন লেন্স ব্যবহার করে মাস্কের প্যাটার্নটিকে ওয়েফারে স্থানান্তর করতে।
স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফি মেশিনটি সাধারণত একটি এক্সপোজার সাবসিস্টেম, একটি ওয়ার্কপিস স্টেজ সাবসিস্টেম, একটি মাস্ক স্টেজ সাবসিস্টেম, একটি ফোকাস/লেভেলিং সাবসিস্টেম, একটি অ্যালাইনমেন্ট সাবসিস্টেম, একটি প্রধান ফ্রেম সাবসিস্টেম, একটি ওয়েফার ট্রান্সফার সাবসিস্টেম, একটি মাস্ক ট্রান্সফার সাবসিস্টেম নিয়ে গঠিত। , একটি ইলেকট্রনিক সাবসিস্টেম এবং একটি সফ্টওয়্যার সাবসিস্টেম৷
একটি ধাপ এবং পুনরাবৃত্তি লিথোগ্রাফি মেশিনের সাধারণ কাজ প্রক্রিয়া নিম্নরূপ:
প্রথমত, ওয়েফার ট্রান্সফার সাবসিস্টেম ব্যবহার করে ফোটোরেসিস্টের সাথে প্রলিপ্ত ওয়েফারটি ওয়ার্কপিস টেবিলে স্থানান্তরিত হয় এবং মাস্ক ট্রান্সফার সাবসিস্টেম ব্যবহার করে উন্মুক্ত করা মাস্কটি মাস্ক টেবিলে স্থানান্তরিত হয়;
তারপর, সিস্টেমটি ফোকাসিং/লেভেলিং সাবসিস্টেম ব্যবহার করে ওয়ার্কপিস স্টেজে ওয়েফারের উপর মাল্টি-পয়েন্ট উচ্চতা পরিমাপ করার জন্য ওয়েফারের পৃষ্ঠের উচ্চতা এবং কাত কোণের মতো তথ্য পেতে, যাতে এক্সপোজার এলাকা ওয়েফার সবসময় এক্সপোজার প্রক্রিয়া চলাকালীন অভিক্ষেপ উদ্দেশ্য ফোকাল গভীরতার মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে;পরবর্তীকালে, সিস্টেমটি মাস্ক এবং ওয়েফারকে সারিবদ্ধ করার জন্য অ্যালাইনমেন্ট সাবসিস্টেম ব্যবহার করে যাতে এক্সপোজার প্রক্রিয়া চলাকালীন মাস্ক ইমেজ এবং ওয়েফার প্যাটার্ন স্থানান্তরের অবস্থানের যথার্থতা সর্বদা ওভারলে প্রয়োজনীয়তার মধ্যে থাকে।
অবশেষে, প্যাটার্ন স্থানান্তর ফাংশন উপলব্ধি করার জন্য নির্ধারিত পথ অনুযায়ী সমগ্র ওয়েফার পৃষ্ঠের ধাপ-এবং-এক্সপোজার ক্রিয়া সম্পন্ন হয়।
পরবর্তী স্টেপার এবং স্ক্যানার লিথোগ্রাফি মেশিনটি উপরের মৌলিক কাজের প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, স্টেপিং → স্ক্যানিং → এক্সপোজারের এক্সপোজার এবং ফোকাসিং/লেভেলিং → অ্যালাইনমেন্ট → পরিমাপের দ্বৈত-স্টেজ মডেলের এক্সপোজার (ফোকাসিং/লেভেলিং → অ্যালাইনমেন্ট) এবং স্ক্যানিং এর উপর ভিত্তি করে। সমান্তরালভাবে এক্সপোজার।
স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফি মেশিনের সাথে তুলনা করে, স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফি মেশিনের মাস্ক এবং ওয়েফারের সিঙ্ক্রোনাস রিভার্স স্ক্যানিং অর্জনের প্রয়োজন হয় না এবং একটি স্ক্যানিং মাস্ক টেবিল এবং একটি সিঙ্ক্রোনাস স্ক্যানিং কন্ট্রোল সিস্টেমের প্রয়োজন হয় না। অতএব, গঠন তুলনামূলকভাবে সহজ, খরচ তুলনামূলকভাবে কম, এবং অপারেশন নির্ভরযোগ্য।
আইসি প্রযুক্তি 0.25μm প্রবেশ করার পরে, এক্সপোজার ফিল্ডের আকার এবং এক্সপোজার অভিন্নতা স্ক্যান করার ক্ষেত্রে স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফির সুবিধার কারণে স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফির প্রয়োগ হ্রাস পেতে শুরু করে। বর্তমানে, Nikon দ্বারা প্রদত্ত সর্বশেষ স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফিতে স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফির মতই একটি স্ট্যাটিক এক্সপোজার ক্ষেত্র রয়েছে এবং অত্যন্ত উচ্চ উৎপাদন দক্ষতার সাথে প্রতি ঘন্টায় 200 টিরও বেশি ওয়েফার প্রক্রিয়া করতে পারে। এই ধরনের লিথোগ্রাফি মেশিন বর্তমানে প্রধানত নন-ক্রিটিকাল IC লেয়ার তৈরির জন্য ব্যবহৃত হয়।
4.3 স্টেপার স্ক্যানার
স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফির প্রয়োগ 1990 এর দশকে শুরু হয়েছিল। বিভিন্ন এক্সপোজার লাইট সোর্স কনফিগার করে, স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান প্রযুক্তি 365nm, 248nm, 193nm নিমজ্জন থেকে EUV লিথোগ্রাফি পর্যন্ত বিভিন্ন প্রক্রিয়া প্রযুক্তি নোডকে সমর্থন করতে পারে। স্টেপ-এন্ড-রিপিট লিথোগ্রাফির বিপরীতে, স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফির একক-ক্ষেত্র এক্সপোজার গতিশীল স্ক্যানিং গ্রহণ করে, অর্থাৎ, মাস্ক প্লেটটি ওয়েফারের তুলনায় সিঙ্ক্রোনাসভাবে স্ক্যানিং আন্দোলন সম্পন্ন করে; বর্তমান ফিল্ড এক্সপোজার সম্পূর্ণ হওয়ার পরে, ওয়াফারটি ওয়ার্কপিস স্টেজ দ্বারা বাহিত হয় এবং পরবর্তী স্ক্যানিং ফিল্ড পজিশনে চলে যায় এবং বারবার এক্সপোজার চলতে থাকে; ধাপ-এবং-স্ক্যান এক্সপোজারটি একাধিকবার পুনরাবৃত্তি করুন যতক্ষণ না পুরো ওয়েফারের সমস্ত ক্ষেত্র উন্মুক্ত হয়।
বিভিন্ন ধরনের আলোর উৎস (যেমন i-line, KrF, ArF) কনফিগার করে স্টেপার-স্ক্যানার সেমিকন্ডাক্টর ফ্রন্ট-এন্ড প্রক্রিয়ার প্রায় সব প্রযুক্তি নোডকে সমর্থন করতে পারে। সাধারণ সিলিকন-ভিত্তিক CMOS প্রক্রিয়াগুলি 0.18μm নোড থেকে প্রচুর পরিমাণে স্টেপার-স্ক্যানার গ্রহণ করেছে; এক্সট্রিম আল্ট্রাভায়োলেট (EUV) লিথোগ্রাফি মেশিনগুলি বর্তমানে 7nm এর নিচে প্রসেস নোডগুলিতে ব্যবহৃত হয় সেগুলিও স্টেপার-স্ক্যানিং ব্যবহার করে। আংশিক অভিযোজিত পরিবর্তনের পরে, স্টেপার-স্ক্যানারটি অনেক নন-সিলিকন-ভিত্তিক প্রক্রিয়া যেমন MEMS, পাওয়ার ডিভাইস এবং RF ডিভাইসগুলির গবেষণা এবং বিকাশ এবং উত্পাদনকে সমর্থন করতে পারে।
স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান প্রজেকশন লিথোগ্রাফি মেশিনের প্রধান নির্মাতাদের মধ্যে রয়েছে ASML (নেদারল্যান্ডস), নিকন (জাপান), ক্যানন (জাপান) এবং SMEE (চীন)। ASML 2001 সালে স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফি মেশিনের TWINSCAN সিরিজ চালু করেছে। এটি একটি ডুয়াল-স্টেজ সিস্টেম আর্কিটেকচার গ্রহণ করে, যা কার্যকরভাবে সরঞ্জামের আউটপুট রেট উন্নত করতে পারে এবং এটি সর্বাধিক ব্যবহৃত হাই-এন্ড লিথোগ্রাফি মেশিনে পরিণত হয়েছে।
4.4 নিমজ্জন লিথোগ্রাফি
Rayleigh সূত্র থেকে এটি দেখা যায় যে, যখন এক্সপোজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য অপরিবর্তিত থাকে, তখন ইমেজিং রেজোলিউশনকে আরও উন্নত করার একটি কার্যকর উপায় হল ইমেজিং সিস্টেমের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার বাড়ানো। 45nm এবং উচ্চতর ইমেজিং রেজোলিউশনের জন্য, ArF ড্রাই এক্সপোজার পদ্ধতি আর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে না (কারণ এটি সর্বাধিক 65nm ইমেজিং রেজোলিউশন সমর্থন করে), তাই এটি একটি নিমজ্জন লিথোগ্রাফি পদ্ধতি চালু করা প্রয়োজন। ঐতিহ্যগত লিথোগ্রাফি প্রযুক্তিতে, লেন্স এবং ফটোরেসিস্টের মধ্যবর্তী মাধ্যমটি বায়ু, যখন নিমজ্জন লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি বায়ু মাধ্যমকে তরল দিয়ে প্রতিস্থাপন করে (সাধারণত 1.44 এর প্রতিসরাঙ্ক সূচকের সাথে অতি বিশুদ্ধ জল)।
প্রকৃতপক্ষে, নিমজ্জন লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি রেজোলিউশন উন্নত করতে তরল মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে আলোর উত্সের তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সংক্ষিপ্তকরণ ব্যবহার করে এবং সংক্ষিপ্তকরণ অনুপাত হল তরল মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক সূচক। যদিও নিমজ্জন লিথোগ্রাফি মেশিন এক ধরনের স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফি মেশিন, এবং এর ইকুইপমেন্ট সিস্টেম সলিউশন পরিবর্তিত হয়নি, এটি এআরএফ স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফি মেশিনের একটি পরিবর্তন এবং সম্প্রসারণ যা সম্পর্কিত মূল প্রযুক্তির প্রবর্তনের কারণে। নিমজ্জন
নিমজ্জন লিথোগ্রাফির সুবিধা হল, সিস্টেমের সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার বৃদ্ধির কারণে, স্টেপার-স্ক্যানার লিথোগ্রাফি মেশিনের ইমেজিং রেজোলিউশন ক্ষমতা উন্নত হয়েছে, যা 45nm এর নিচে ইমেজিং রেজোলিউশনের প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।
যেহেতু নিমজ্জন লিথোগ্রাফি মেশিন এখনও ArF আলোর উত্স ব্যবহার করে, প্রক্রিয়াটির ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করা হয়, আলোর উত্স, সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়ার R&D খরচ বাঁচায়। এই ভিত্তিতে, একাধিক গ্রাফিক্স এবং কম্পিউটেশনাল লিথোগ্রাফি প্রযুক্তির সাথে মিলিত, নিমজ্জন লিথোগ্রাফি মেশিনটি 22nm এবং নীচের প্রক্রিয়া নোডে ব্যবহার করা যেতে পারে। ইইউভি লিথোগ্রাফি মেশিনটি আনুষ্ঠানিকভাবে ব্যাপক উত্পাদনে আনার আগে, নিমজ্জন লিথোগ্রাফি মেশিনটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং 7nm নোডের প্রক্রিয়া প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। যাইহোক, নিমজ্জন তরল প্রবর্তনের কারণে, নিজেই সরঞ্জামগুলির ইঞ্জিনিয়ারিং অসুবিধা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে।
এর মূল প্রযুক্তিগুলির মধ্যে রয়েছে নিমজ্জন তরল সরবরাহ এবং পুনরুদ্ধার প্রযুক্তি, নিমজ্জন তরল ক্ষেত্রের রক্ষণাবেক্ষণ প্রযুক্তি, নিমজ্জন লিথোগ্রাফি দূষণ এবং ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি, অতি-বড় সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার নিমজ্জন প্রজেকশন লেন্সগুলির বিকাশ এবং রক্ষণাবেক্ষণ, এবং নিমজ্জন অবস্থার অধীনে ইমেজিং গুণমান সনাক্তকরণ প্রযুক্তি।
বর্তমানে, বাণিজ্যিক ArFi স্টেপ-এন্ড-স্ক্যান লিথোগ্রাফি মেশিনগুলি প্রধানত নেদারল্যান্ডের ASML এবং জাপানের নিকন নামে দুটি কোম্পানি সরবরাহ করে। তাদের মধ্যে, একটি একক ASML NXT1980 Di এর দাম প্রায় 80 মিলিয়ন ইউরো।
4.4 চরম আল্ট্রাভায়োলেট লিথোগ্রাফি মেশিন
ফটোলিথোগ্রাফির রেজোলিউশন উন্নত করার জন্য, এক্সাইমার আলোর উত্স গ্রহণ করার পরে এক্সপোজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য আরও সংক্ষিপ্ত করা হয় এবং 10 থেকে 14 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চরম অতিবেগুনী আলোকে এক্সপোজার আলোর উত্স হিসাবে প্রবর্তন করা হয়। চরম অতিবেগুনী আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত, এবং প্রতিফলিত অপটিক্যাল সিস্টেম যা ব্যবহার করা যেতে পারে তা সাধারণত Mo/Si বা Mo/Be-এর মতো বহুস্তরীয় ফিল্ম রিফ্লেক্টর দিয়ে গঠিত।
তাদের মধ্যে, 13.0 থেকে 13.5nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে Mo/Si মাল্টিলেয়ার ফিল্মের তাত্ত্বিক সর্বাধিক প্রতিফলন প্রায় 70%, এবং 11.1nm এর ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে Mo/Be বহুস্তর ফিল্মের তাত্ত্বিক সর্বাধিক প্রতিফলন প্রায় 80%। যদিও Mo/Be মাল্টিলেয়ার ফিল্ম রিফ্লেক্টরের প্রতিফলন বেশি, তবে Be অত্যন্ত বিষাক্ত, তাই EUV লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি বিকাশের সময় এই জাতীয় উপকরণগুলির উপর গবেষণা পরিত্যক্ত করা হয়েছিল।বর্তমান EUV লিথোগ্রাফি প্রযুক্তি Mo/Si মাল্টিলেয়ার ফিল্ম ব্যবহার করে এবং এর এক্সপোজার তরঙ্গদৈর্ঘ্যও 13.5nm হতে নির্ধারিত হয়।
মূলধারার চরম অতিবেগুনী আলোর উত্সটি লেজার-উত্পাদিত প্লাজমা (LPP) প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যা আলো নির্গত করতে গরম-গলিত Sn প্লাজমাকে উত্তেজিত করতে উচ্চ-তীব্রতার লেজার ব্যবহার করে। দীর্ঘকাল ধরে, আলোর উত্সের শক্তি এবং প্রাপ্যতা EUV লিথোগ্রাফি মেশিনের কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করার বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। মাস্টার অসিলেটর পাওয়ার এমপ্লিফায়ার, ভবিষ্যদ্বাণীমূলক প্লাজমা (পিপি) প্রযুক্তি এবং ইন-সিটু কালেকশন মিরর ক্লিনিং প্রযুক্তির মাধ্যমে, EUV আলোর উত্সগুলির শক্তি এবং স্থিতিশীলতা ব্যাপকভাবে উন্নত করা হয়েছে।
EUV লিথোগ্রাফি মেশিনটি মূলত আলোর উৎস, আলো, অবজেক্টিভ লেন্স, ওয়ার্কপিস স্টেজ, মাস্ক স্টেজ, ওয়েফার অ্যালাইনমেন্ট, ফোকাসিং/লেভেলিং, মাস্ক ট্রান্সমিশন, ওয়েফার ট্রান্সমিশন এবং ভ্যাকুয়াম ফ্রেমের মতো সাবসিস্টেম নিয়ে গঠিত। মাল্টি-লেয়ার প্রলিপ্ত প্রতিফলক দ্বারা গঠিত আলোকসজ্জা ব্যবস্থার মধ্য দিয়ে যাওয়ার পরে, প্রতিফলিত মুখোশের উপর চরম অতিবেগুনী আলো বিকিরণ করা হয়। মুখোশ দ্বারা প্রতিফলিত আলোটি প্রতিফলকগুলির একটি সিরিজের সমন্বয়ে গঠিত অপটিক্যাল মোট প্রতিফলন ইমেজিং সিস্টেমে প্রবেশ করে এবং অবশেষে মুখোশের প্রতিফলিত চিত্রটি ভ্যাকুয়াম পরিবেশে ওয়েফারের পৃষ্ঠে অভিক্ষিপ্ত হয়।
EUV লিথোগ্রাফি মেশিনের এক্সপোজার ক্ষেত্র এবং ইমেজিং ফিল্ড অফ ভিউ উভয়ই আর্ক-আকৃতির, এবং আউটপুট রেট উন্নত করতে সম্পূর্ণ ওয়েফার এক্সপোজার অর্জনের জন্য একটি ধাপে ধাপে স্ক্যানিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। ASML-এর সবচেয়ে উন্নত NXE সিরিজের EUV লিথোগ্রাফি মেশিনটি 13.5nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি এক্সপোজার আলোর উত্স ব্যবহার করে, একটি প্রতিফলিত মুখোশ (6° তির্যক ঘটনা), একটি 6-মিরর কাঠামো (NA=0.33) সহ একটি 4x হ্রাস প্রতিফলিত প্রজেকশন অবজেক্টিভ সিস্টেম, একটি 26 মিমি × 33 মিমি দৃশ্যের স্ক্যানিং ক্ষেত্র এবং একটি ভ্যাকুয়াম এক্সপোজার পরিবেশ।
নিমজ্জন লিথোগ্রাফি মেশিনের সাথে তুলনা করে, চরম অতিবেগুনী আলোর উত্স ব্যবহার করে EUV লিথোগ্রাফি মেশিনের একক এক্সপোজার রেজোলিউশন ব্যাপকভাবে উন্নত করা হয়েছে, যা কার্যকরভাবে উচ্চ-রেজোলিউশন গ্রাফিক্স গঠনের জন্য একাধিক ফটোলিথোগ্রাফির জন্য প্রয়োজনীয় জটিল প্রক্রিয়াটিকে এড়াতে পারে। বর্তমানে, 0.33 এর সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার সহ NXE 3400B লিথোগ্রাফি মেশিনের একক এক্সপোজার রেজোলিউশন 13nm এ পৌঁছেছে এবং আউটপুট রেট 125 পিস/ঘন্টায় পৌঁছেছে।
মুরের আইনের আরও সম্প্রসারণের প্রয়োজন মেটানোর জন্য, ভবিষ্যতে, 0.5 এর সংখ্যাসূচক অ্যাপারচার সহ EUV লিথোগ্রাফি মেশিনগুলি 0.25 গুণ/0.125 গুণের অসমমিত বিবর্ধন ব্যবহার করে কেন্দ্রীয় আলো ব্লকিং সহ একটি প্রজেকশন অবজেক্টিভ সিস্টেম গ্রহণ করবে। স্ক্যানিং এক্সপোজার ফিল্ড অফ ভিউ 26 মি × 33 মিমি থেকে 26 মিমি × তে কমে যাবে 16.5 মিমি, এবং একক এক্সপোজার রেজোলিউশন 8nm এর নিচে পৌঁছাতে পারে।
—————————————————————————————————————————————————————— ———————————
সেমিসেরা দিতে পারেগ্রাফাইট অংশ, নরম / অনমনীয় অনুভূত, সিলিকন কার্বাইড অংশ, সিভিডি সিলিকন কার্বাইড অংশ, এবংSiC/TaC প্রলিপ্ত অংশ30 দিনের মধ্যে সম্পূর্ণ অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়া সহ।
আপনি যদি উপরের অর্ধপরিবাহী পণ্যগুলিতে আগ্রহী হন,প্রথমবার আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না দয়া করে.
টেলিফোন: +86-13373889683
হোয়াটসঅ্যাপ: +86-15957878134
Email: sales01@semi-cera.com
পোস্টের সময়: আগস্ট-৩১-২০২৪