Киреев В.Ю.
Нанотехнологии в микроэлектронике. Нанолитография: процессы и оборудование.
Москва: Издательский дом «Интеллект», 2016. - 320 с.
Книга предназначена для инженеров и научных работников, специализирующих в области литографических технологий микроэлектроники и нанотехнологий. Она может быть использовано школьниками старших классов, студентами и аспирантами высших учебных заведений, обучающихся по специальностям: 210601 «Нанотехнология в электронике», 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника», 222900 «Нанотехнология и микросистемная техника», 210600 «Нанотехнология», 210100 «Электронное машиностроение». Для преподавателей вузов эта книга может служить справочным, обзорным и лекционным материалом.
Даны основные определения технологических маршрутов, операций, пластин, оборудования и технической документации, используемых в микроэлектронном производстве интегральных схем (ИС), показаны роль и место процессов нанолитографии в технологических маршрутах производства ИС, приборов и систем с субстананометровыми топологическими нормами. Приведены основные виды ИС, тенденции и прогнозы их технологического развития в субстананометровой области размеров, а также стоимостные характеристики заводов и минифабрик для их производства.
Проведен анализ возможностей, особенностей, ограничений и областей применения различных литографических и нелитографических методов наноструктурирования для создания топологии ИС с элементами субстананометрового диапазона. Показаны основные физические и химические механизмы и ограничения, лежащие в основе техники (технологии и процессов) оптической нанолитографии, нанолитографии на экстремальном ультрафиолете, наноимпринт литографии, электронной нанолитографии и вакуумного газоплазменного травления.
Приведено современное производственное оборудование различных видов нанолитографии, его операционные и конструкционно-технологические параметры, технологические характеристики реализуемых процессов и стоимость. Показаны возможности интеграции оборудования различных видов нанолитографии в составе одного производственного участка для производства интегральных наносхем (ИНС). Рассмотрены основные комплектующие изделия и материалы, используемые в оборудовании и технологии различных видов нанолитографии, и технические требования к ним. Проведен анализ тенденций дальнейшего развития процессов и оборудования нанолитографии.
СОДЕРЖАНИЕ.
Список используемых сокращений 6
Введение 12
Глава 1. Основные определения, роль и место процессов нанолитографии в технологических маршрутах производства интегральных приборов, схем и систем с субстананометровыми топологическими нормами 16
1.1. Основные определения 16
1.2. Стадии и этапы технологического маршрута, универсальный литографический цикл, технологическая подготовка производства 21
1.3. Характеристики интегральных схем 27
1.4. Выход годных интегральных схем 30
Глава 2. Основные виды процессов нанолитографии, используемых в производстве интегральных приборов, схем и систем с субстананометровыми топологическими нормами 38
2.1. Нанотехнологии, нанообъекты и наносистемы 38
2.2. Классификация процессов нанолитографии 42
2.3. Нелитографические методы получения топологии наноструктур 49
2.4. Новые литографические методы получения топологии наноструктур 55
Глава 3. Основные физические и химические принципы и ограничения, лежащие в основе техники (технологии и процессов) оптической нанолитографии. Базовый технологический процесс современной фотолитографии 60
3.1. Контраст (контрастность) фоторезистов 62
3.2. Классификация процессов фотолитографии по способам экспонирования топологического рисунка фотошаблонов 64
3.3. Основные факторы, ограничивающие разрешение проекционной фотолитографии 67
3.4. Когерентное и некогерентное освещение 75
3.5. Формирование и передача изображения топологического рисунка фотошаблона в слой фоторезиста 77
3.6. Разрешение оптической проекционной фотолитографии 82
3.7. Основные характеристики систем фотолитографии 85
Глава 4. Техника повышения разрешения процессов оптической нанолитографии и тенденции их развития 90
4.1. Техника повышения разрешения фотолитографического процесса 90
4.2. Международные прогнозы развития литографии 94
4.3. Литография на экстремальном ультрафиолетовом излучении 100
4.4. Сравнительная стоимость и области применения литографических систем 105
Глава 5. Основные физические и химические принципы и ограничения, лежащие в основе техники (технологии и процессов) наноимпринт литографии. Базовые технологические маршруты и современное оборудование наноимпринт литографии 107
5.1. Классификация процессов наноимпринт литографии 107
5.2. Технология формирования топологического рисунка в наноштампе 112
5.3. Варианты процессов S-FIL наноимпринт литографии 115
5.4. Промышленное оборудование S-FIL наноимпринт литографии 120
Глава 6. Основные физические и химические принципы и ограничения, лежащие в основе техники (технологии и процессов) электронной литографии. Современное оборудование электронной литографии 123
6.1. Проекционная электронная литография 124
6.2. Сканирующая электронная литография 129
6.3. Промышленные системы сканирующей электронной литографии 139
6.4. Сканирующая многолучевая бесшаблонная электронная литография 141
Глава 7. Базовые технологические маршруты и оборудование участков нанолитографии. Операционные и конструкционно-технологические параметры оборудования. Технологические характеристики операций нанолитографии и параметры структур 147
7.1. Базовые технологические маршруты и комплекты оборудования участков нанолитографии 147
7.2. Параметры технологического оборудования 150
7.3. Технологические характеристики операций нанолитографии при обработке пластин (функциональных слоев на пластинах) 153
7.4. Параметры входных (поступающих на операции нанолитографии) и выходных (выходящих с операций нанолитографии) структур 154
7.5. Оборудование для нанесения, проявления и термообработки слоев фоторезистов и электронорезистов, а также адгезионных, планаризирующих и антиотражающих покрытий 159
7.6. Оборудование совмещения топологии и экспонирование слоев фоторезистов 169
7.7. Оборудование для реализации вакуумно-плазменных процессов проявления, зачистки, удаления и травления маскирующих покрытий и функциональных слоев 176
7.8. Оборудование для контроля дефектности, топологии и размеров элементов маскирующих покрытий и функциональных слоев 178
Глава 8. Основные комплектующие изделия и материалы, используемые в оборудовании и технологии (технике) нанолитографии, и технические требования к ним 181
8.1. Виды фотошаблонов, их структура и технические требования к ним 181
8.2. Производство фотошаблонов 189
8.3. Структура наноштампов и технологический процесс их изготовления 194
8.4. Основные материалы, используемые в оборудования и технологии нанолитографии 196
8.5. Фоторезисты, электронорезисты и рентгенорезисты 197
8.6. Антиотражающие покрытия 201
Глава 9. Процессы и оборудование размерного травления функциональных слоев в технологических маршрутах нанолитографии 206
9.1. Классификация процессов размерного травления материалов 206
9.2. Спонтанное химическое травление материалов 210
9.3. Ионное травление материалов физическим распылением 216
9.4. Ионное травление химически модифицированным физическим распылением материалов 224
9.5. Радиационно-стимулированное химическое травление материалов 225
9.6. Радиационно-возбуждаемое химическое травление материалов 227
9.7. Состав и параметры оборудования вакуумного газоплазменного травления функциональных слоев 231
9.8. Влияние органических защитных масок на технологические характеристики процессов размерного вакуумного газоплазменного травления функциональных слоев 240
10. Заключение. Перспективы развития процессов и оборудования нанолитографии 243
10.1. Повышение энергетической эффективности процессов и оборудования нанолитографии 243
10.2. Уменьшение количество литографических операций в технологических процессах производства интегральных наносхем и наноприборов 245
10.3. Реализация интеграции новых процессов нанолитографии 249
Список литературы 255
Сведения об авторе 262
Если Вас эта книга заинтересует, то заказать ее можно в издательстве по следующим электронным адресам: zakaz@id-intellect.ru; solo@id-intellect.ru; id-intellect@mail.ru или по телефону 8-495-617-41-83.
Глава 4. Техника повышения разрешения процессов оптической нанолитографии и тенденции их развития
