Direct Laser Writer for Maskless Lithography System/ja
文献レビュー：マスクレスリソグラフィーシステム用ダイレクトレーザーライター
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直接レーザーマスクライター / マスクレスリソグラフィー
ウィキペディア: [1]
- マスクレス リソグラフィーは、中間の静的マスク、つまり直接複製されるフォトマスクを使用せずに、情報を基板に直接転送する方法を利用します。マイクロリソグラフィーでは通常、放射線転送によって、時間定数マスクの像が感光性乳剤 (またはフォトレジスト) に投影されます。
- このコンセプトは、大規模で安価な利用可能なコンピューティング能力によって可能になった高速または並列操作テクノロジを活用します。これは、マスクを書き込むための低速だが正確な構造化プロセスを高速で高度に並列化されたコピープロセスから分離して、産業用マイクロ構造化で要求される高い複製スループットを実現する標準的なアプローチでは問題になりません。
市場調査
- 従来のフォトリソグラフィーでは、フォトマスクの製造または購入と、ステッパーまたはマスクアライナーを使用して CAD パターンをレジストで覆われたウェハまたはプレートに転写する必要があります。現時点では、十分に確立されたフォトマスク プロセスは、サブミクロン サイズの設計機能を大量生産するための唯一の実行可能な方法です。
- 他の多くのアプリケーションに最適なツールとなる、もう 1 つのフォトリソグラフィ技術は、マスクレス フォトリソグラフィです。マスクレス フォトリソグラフィでは、空間光変調器 (SLM) の助けを借りて、パターンが基板表面に直接露光されます。空間光変調器は、基本的にプログラム可能なマスクとして機能します。システムは設計ファイルを取得し、レジストで覆われた基板にパターンを「書き込む」だけです。
- 直接書き込みプロセスにより、時間と費用のかかるフォトマスク プロセス全体とそれに伴うすべての作業を省略できます。代わりに、CAD 図面を再設計し (必要に応じて何度でも)、すぐにパターンを再露光できます。
参照 ：
参考文献一覧
コスト効率の高いマスクレスリソグラフィー：マイクロ流体アプリケーション向けの微細構造の直接UVレーザー描画
モハメド・ジアウディン ;アブデル＝ハミド・I・ムラド ;サウド・A・カシャン
- この研究では、システム構築における各コンポーネントの選択にコスト効率の良い対策が講じられています。
- コストの大部分を占める主なコンポーネントは、XY リニア ステージ、ソフトウェア、ステッピング モーターとドライバー、および電源です。
- 本研究では、UVレーザー描画ツールと同時移動XYリニアステージをベースにしたマスクレスリソグラフィーシステムを開発する。
直接書き込みリソグラフィー用のプログラム可能なマスク
クナル・ファラス 1979-ルイビル大学
- このプロジェクトの目的は、将来の半導体産業において、より高いスループットを合理的なコストで実現できる直接書き込みリソグラフィー システム用のプログラム可能なマスクを設計および製造することです。
- この装置にはさまざまなサイズの開口部があり、その上のシャッターを開閉することでプログラム可能なマスクとして使用できます。
- 開口部を通して露光された現像されたフォトレジストの光学画像は、露光されたパターンのほぼ同一の特徴サイズと線幅の測定値に似ている。
フェムト秒レーザーを使用したフォトマスク製造のためのレーザー描画技術
K. ヴェンカタクリシュナン、BKA ンゴイ、P. スタンレー、LEN リム、B. タン、NR シヴァクマール
- 現在、フォトマスクはリソグラフィープロセスで製造されていますが、これは複数のステップから成るプロセスであるため、非常に高価で時間がかかります。これらの問題は、フェムト秒レーザーによる直接書き込みでフォトマスクを製造することで解決できます。これは、リソグラフィーよりも比較的安価で高速な単一ステッププロセスです。
- この論文では、特徴のサイズとエッジ品質に関して、前面レーザー書き込みと背面レーザー書き込みという 2 種類のレーザー書き込み技術の影響に関する調査について説明します。
マスクベースのリソグラフィーを直接レーザー描画で補強し、解像度と速度を向上させる
マイルズ・P・リム、シャオフェイ・グオ、エヴァ・L・グランブラット、ギャレット・M・クリフトン、アイダ・N・ゴンザレス、クリストファー・N・ラフラッタ
- ハイブリッドフォトリソグラフィーの新しい方法であるレーザー拡張マイクロリソグラフィーパターン形成 (LAMP) について説明します。この方法では、直接レーザー書き込みを使用して、安価な透明マスクで作成された機能に追加の機能を定義します。
- 直接レーザー書き込みと従来の UV リソグラフィを組み合わせることで、それぞれの方法の欠点を補い、高解像度のプロトタイプを迅速に作成、テスト、変更できるようになります。
次世代マスクレスリソグラフィー
Steffen Diez、Heidelberg Instruments Mikrotechnik GmbH (ドイツ)
- 微細構造の高速プロトタイピングの重要な目標は、サイクル タイムを短縮することです。これまでの従来の方法は、CAD ソフトウェアで設計を作成し、フォトマスクを製造または購入し、最後にマスク アライナーを使用してパターンをフォトレジストに転写するというものでした。
- 新しいマスクレス アライナー (MLA) を使用すると、マスクを製造せずにパターンを直接露光できるため、プロトタイピング サイクルが大幅に短縮されます。この短いプロトタイピング サイクルを実現するために、MLA は他の直接描画リソグラフィー ソリューションと比較して、露光速度、ユーザー インターフェイス、操作のしやすさ、柔軟性など、多くの面で改良されています。
マスクレスフォトリソグラフィーシステム
従来のフォトリソグラフィー プロセスは、光エネルギーを利用してシリコン ウェーハ上のフォトレジスト材料を露光することにより、マイクロ スケールでパターンを作成するために使用されます。従来のプロセスは、時間効率もコスト効率も良くありません。さらに、ラピッド プロトタイピング用に設計された新しいマシンは依然として高価です。そのため、この論文の著者は、ラボ環境でのラピッド プロトタイピング用に、コスト効率の良いマスクレス フォトリソグラフィー システムを開発しました。このレポートの目的は、エンジニアリング仕様、既存のテクノロジ、エンジニアリング分析、最終プロトタイプ、および製造計画について説明することです。この論文には、システムのパフォーマンスを検証し、すべての仕様が満たされていることを確認するための、今後の作業として含まれる検証計画も含まれています。
マスクレスリソグラフィー
Si 半導体業界で使用されているリソグラフィの形式は、光投影リソグラフィ (OPL) です。この技術では、まずレチクルまたはマスク上に、希望する最終サイズの 4 倍のパターンが作成され、マスクのイメージが、大型で非常に高価な縮小レンズによって Si ウェーハ上に投影されます。半導体業界の急速な進歩は、OPL 技術と投影されたイメージを記録するフォトレジストの品質の進歩によって可能になりました。今日の半導体製造では、高度な OPL システム (いわゆる「ステッパー」または「スキャナー」) の動作波長は 193 nm、スループットは 1 時間あたり 60 枚以上の Si ウェーハ、フィールド サイズは約 20 mm × 30 mm、最小フィーチャ サイズは約 90 nm です。このような結果を達成するために、位相シフトマスク、オフ軸照明、光近接効果補正 (OPC)1, 2 などのさまざまな解像度向上技術 (RET) が採用されています。近い将来、水浸光学系を使用して、193 nm OPL で達成可能な解像度と焦点深度がさらに向上するでしょう。
マスクレスフォトリソグラフィープロトタイピングシステム
フォトリソグラフィーは、現代の集積回路の製造における重要なステップです。複数レベルの整列フォトリソグラフィーと薄膜堆積およびエッチングを組み合わせることで、2 次元表面上に 3 次元回路を構築できます。半導体製造産業において非常に重要な部分であるため、この分野では多くの研究が行われてきました。1,2 ただし、この研究は主に、少量の学術研究のニーズではなく、大量生産の産業目的に向けられています。マスクのコストは産業用途でも深刻な問題であり、マスクのコストが大きな問題になると予想される極端紫外線リソグラフィーなどの次世代リソグラフィー システム向けに、マスクレス リソグラフィー ツールが開発されています。
UV LED を使用したマスクレスフォトリソグラフィー
最大出力 372 nm の UV 発光ダイオード (LED) をピンホールと小さなプラスチックチューブを使用してコリメートし、顕微鏡の対物レンズを使用して基板に焦点を合わせて、フォトレジストの直接リソグラフィーパターンを形成しました。電動リニアステージ (シリンジポンプ) で基板を動かすことで、SU-8 の線を 80 μm s−1 の線速度で幅 35 μm までパターン化できました。一方、ドライフィルムレジスト Ordyl SY 330 では、線速度 245 μm s−1 で幅 17 μm までの特徴を作りました。この線速度では、長さ 75 mm の特徴を 5 分でパターン化できます。機能的なマイクロ流体デバイスは、LED リソグラフィーで作成したマスター上に PDMS をキャストすることによって作成されました。結果は、UV LED が直接描画リソグラフィーに適した光源であり、20 μm 未満の機能のラピッドプロトタイピングに予算に優しい高解像度の代替手段を提供することを示しています。
フォトリソグラフィープロトタイピング用マスクレス露光装置
この論文では、さまざまなレイアウトの高速リソグラフィプロトタイピング用のコスト効率の高いマスクレス露光装置 (MED) を紹介します。この装置は、デジタル光処理プロジェクター (DLP)、光学顕微鏡、アライメントステージ、および Web カメラを使用して組み立てられます。コンピューターで作成されたレイアウトは、高価なフォトマスクを使用せずに簡単に基板に転送でき、さまざまなレイアウトに合わせてプロセスを即興で調整できます。コンポーネントは、一定の露光領域に合わせて調整されており、縮小レンズを使用せずに 20 マイクロメートルの解像度が現時点で可能です。この論文では、シリコン、ガラス、金属などのさまざまな材料が基板材料としてうまく使用されています。
