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xiaohunhun

木虫 (著名写手)

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[交流] 【请教】微纳加工中掩膜与模式请教

对于微纳米加工，小弟有一点不明白，在很多的加工（RIE，FIB ，ICP等等）都是采用掩膜曝光的方式，其中critical dimension都是由于掩膜来决定的，那么上面的模式中FIB，聚焦离子束聚焦下来又有什么用途啊？个人觉得FIB 与ICP的电极应该是很小的，我老是在两种感觉中判断不出来对错，一个是critical dimension是由mask曝光后的掩膜决定的，二是critical dimension是直接由小型的探头，尤其是FIB等聚焦离子束等直接决定的，但是要是这样其效率就会很低。
我这里的critical dimension可以理解是最小的线宽，比如说是线的宽度，关键尺寸吧。
请教各位大牛不吝指教。谢谢。

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1楼 2010-12-12 22:58:23

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quanbaogang

木虫 (正式写手)

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★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流
xiaohunhun(金币+5):谢谢高手指教，受益很多。 2010-12-13 08:46:07

为什么沙发都留给我了呢，我纠结啊
不知道是各位大牛不屑于回答呢还是都在忙？
首先，肯定一下LZ对于CD的理解，两个理解都可以说对。不过一般来说，critical dimension是特征尺寸的意思，是指器件最小的结构的平面上某一维度上的尺寸。
一般是由掩膜版即mask决定的（LZ的第一个理解），当然像FIB和EBL这种无掩膜技术制备的微纳米结构其CD是由设计以及工艺决定的（第二个理解）。
另一方面，说mask的CD决定器件的CD又是不对的，因为现代的半导体FAB里采用投影式光刻，一般会用5X的浸润式透镜，所以器件的CD比掩膜版的CD小5X。而且目前的45纳米工艺中除了投影式浸润光刻还采用双曝光（Double exposure or double patterning）技术这时CD更不是光刻板的CD。简单解释一下Double exposur(还是英文精准，翻译一般很难达到“信、达、雅”)，即193纳米光源可以制作90纳米的结构，然而，当对芯片进行45纳米位移的套刻后，会产生一个最厚的台阶，而且其只有45纳米宽。如果不好理解，可以在纸上画一画，先画一个代表90纳米宽的线条，然后再宽的方向上移动45纳米再画一个线条，这样重叠起来的部分不是45纳米吗？这个解决办法，使得人们不用在更短波长的光刻机系统上费多大功夫（要知道研究一个在更短波长下工作的光刻机的投入是多么的惊人！），所以应该说这种解决方案是非常非常的amazing！

接着，在这里纠正一下LZ的一个认识上的错误。就是“RIE，FIB ，ICP等等都是采用掩膜曝光的方式”这句话，首先应该说语法和理解上都是错误的。RIE和ICP在原理上是老子和儿子的关系，长的都一样只是一代更比一代强。FIB和他们是表亲，有一定的关系但不是很像。
呵呵，扯远了！其实RIE和ICP是利用等离子体与材料反应来刻蚀材料，当然如果要产生一定的图案就需要有选择的刻蚀一部分保留一部分，这样就用了掩膜MASK。但是这里的MASK和光刻的MASK不是一个东西，概念上相通（所以老外都叫MASK，中国人应该说掩膜和掩膜板，注意这里有“板”这么个一字之差啊）。至于FIB，前面已经提到过是一种无掩膜工艺。它是利用电磁透镜对离子化的镓或者氦等元素的离子进行聚焦，这种高能束能够对材料产生物理轰击达到刻蚀作用。这样表亲之间的差别就来了，首先FIB是物理刻蚀而RIE和ICP更多的是利用化学反应使等离子体化的元素刻与被蚀材料发生反应，且产生易挥发的产物而达到刻蚀的作用。第二点不同是，FIB是顺序（sequence processing）的加工，而RIE和ICP是平行（parallel processing）进行的。

要说的太多了，一言难尽^..^ 改天在说吧！