我们一直都在说 ，scanner 比 stepper 先进，但是为什么呢？' q, _! ^2 [6 [ c& ~9 T) f
我刚刚接触litho的时候，也问过这个问题，想过这个问题，现在我把自己的理解跟大家分享一下。
我觉得scanner的优势在于3个方面) f$ O$ |4 w. w- b. j 1. throughput9 Z$ t6 s! b9 T/ q; f+ z 2. better image* ]3 e* k) J* t/ r
3. better uniformity4 k: d6 \\5 A3 m7 @( e / c* l$ r4 o\
首先讲throughput.
一开始一直觉得stepper的throughput 比scanner的快。因为在canon机器背后听过它的shutter发出很紧蹙的开关声，但是看ASML scanner曝光却很慢。后来慢慢发现，其实不是这样。scanner or stepper 的 曝光的速度，不仅取决于机械运动的速度，更重要的是 dose control， 曝光量。 曝光量简单的说就是光阻所接受到的光的量。当然在制成中，要使wafer上特定厚度的 光阻 被曝出特定的cd,那么这个曝光量也是特定的。所以，在曝光的时候，stepper的shutter不是打开后就立即关闭，而是需要等待一定的时间而达到所需的曝光量。当然实际的时间会很短。而scanner则是在shutter后不关闭，一直保持到field 曝完为止关闭。那么这两种在时间上的区别因为stepper使用到整个的 lens, 所以为了保证整个shot范围都接受到足够的曝光，就必须使用更长的时间。而scanner只要保证在slit范围内足够的光强，scanning 就会已尽可能快的速度完成。就像我们电脑使用的串口与并口一样，虽然并口能够同时传送32位的信号，但是要保证每位信号的准确，就需要更多的等待时间。而串口只需要保持每次传输信号的准确，然后尽可能的提高传输速度。# R3 H2 I3 H6 E2 u- |2 A0 V - y( N- I9 _& C) `0 c
让我吃惊的是，我第一次看到ASML 1400 XTII ArF twinscan的exposing 的速度的时候，我被吓到了。因为1片12寸的wafer，也只需要15秒不到的时间。同事跟我说，1个lot, 25片，从进lithius 到 1400 ， 然后再出来， 15分钟。 当然，很大的功劳要归结于功率更大的excimer laser，不过同样的laser配备在nikon的stepper上也达不到那么快。 & J5 H- \\; m( C2 @; e8 ^
其次来看 better image, m8 b5 Y! ~% P 1 @( `7 l$ {! N$ ?9 h7 }
这个问题比较难解释，需要一定的想象。首先我们知道，我们的focus plane 不是一个平面，理想状态下是个弧形面。那么把一个平的wafer放进一个弧形的面里，我们可以想象，一定是中心的图像正确，而边缘的图像拉伸。如果我们用整个lens去曝光，那么可以想到边缘的image error会很大。而scanner就是在lens 上取了一个slit, X 方向宽，Y方向窄。这样就把Y方向的image error最小化了. 因为在scanning的过程中不管是mag 或者是 rotation error,在 Y 方向的 effect都会很小。这样，image 就会更好。还有一点，image tilt Rx 在scanner上的影响很小。因为 Y 方向的slit 很窄， 即使有tilt,那么在Z方向的影响要远小于同样的 tilt 对于x方向上的影响。所以scanner上，基本不看image tilt rx。
第三， better uniformity
这个就跟lens有关了。我们知道，光刻机的lens不是机器做出来的，而是靠人的手，用工具磨出来的，这也是为什么会那么贵的原因。要做出又大又平的lens是非常困难的。lens越大，厚度平整度就越难控制，那么我们成像的图像的uniformtiy 和 成像质量就越难实现。而scanner的好处就是slit， 只用到lens最中间的部分，最好的一部分，而不是整个lens.
那么相对于整个来说，uniformity就更容易实现。
拿ASML来说，他们使用的是 Carl Zeiss的镜头。这些镜头都是德国专业的技师磨出来的。他们不一定有很高的学历，但是从学校出来以后，他们所做的事情就是磨镜头。经过十几年甚至更长的时间后，那双手才能去磨ASML的镜头。你要知道，这期间他们报废了多少片阿。我还听说一个中国光学博士，去了欧洲后，做的事情就是磨镜头。呵呵。 0 S7 r. ]\
好了，就这么多了，不对的地方请大家指正。7 K6 }9 r% X6 C/ ^) P) @) \\' v\
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scanner比stepper
