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光刻机最新进展 193nm ArF 浸没式光刻技术 PK EUV 光刻技术曾上杰 2012115125 理学院在光刻技术和微电子设备的发展过程中,二者是共生、依存的关系, 二者的发展进步都离不开对方的演变。在上世纪第一台光刻机问世后,光刻技术一直都在以惊人的速度发展,我国的光刻技术发展成果也非常显著, 已经可以熟练掌握 2μm、1μm、 μm、 μm 等不同要求的光刻技术, 并着重研发了 1μm 光刻技术, 且取得了较大成就。当然, 在光刻技术发展的过程中, 微电子设备的发展也在不断进行着。世界上第一个半导体晶体管同样诞生于上个世纪, 到目前为止, 半导体晶体管的发展已经经历了半个多世纪的时间,加工尺寸越来越小。在经历了半个世纪左右的发展后, 光刻技术已经基本成熟, 其理论依据、技术能力已经到达了一定的瓶颈。从光刻技术的发展历程来看, 随着光刻手段的不断更新, 光刻技术能够完成的尺寸越来越小, 但是这种光刻技术的发展不会让其能够完成的尺寸无限小下去, 根据相关科研人员和业内人士的观点, 光刻技术的完成尺寸瓶颈将会是 50nm , 50nm 可以说是在目前的光刻原理下光刻技术所能完成的极限尺寸, 小于 50nm 的光刻尺寸光刻技术将很难能够完成。也许当光刻技术到达 50nm 后,由于其工作能力无法和微电子设备的发展相匹配而会滋生出新兴的技术来取代光刻技术,但是为目前为止,人类的光刻技术还未能达到 50nm ,而且,在未来几年之内, 人类的光刻技术也最多只能到达 70nm , 要达到 50nm 的光刻标准, [2] 光刻技术还将经历一段较长的发展历程。据科研人员描述, 70n m 光刻技术已经具有相当的难度, 包含了多种高科技的光刻手段, 而光刻技术要想超越 50nm 的瓶颈,必须采用跨越式的光刻技术,这将是未来人类光刻技术发展的一大目标。[1] 对 22nm 半节距光刻来说, 水浸没 193nm 隔离光刻扫描仪或多图案生成将被应用以克服单图案生成方法的限制, 但会产生极大掩模误差增强因子( MEEF ) 、晶圆线条边缘粗糙性( LER ) 、设计规则限制及较高成本。波长为 的远紫外光刻( EUVL )是工业界推进摩尔定律的官方希望。 EUVL 技术面临的挑战是: 因缺乏高功率源、快速光刻胶, 无缺陷高平整度掩模版造成的延迟。进一步的挑战包括使远紫外系统数值孔径增大,超过 ,并在成像系统中增加反射镜数目的可能性 1、 193nm ArF 浸没式光刻技术[2] 。此前业界并没有认为浸入式技术有如此大的功效。直至 2002 年底浸入式技术的可行性报告送至国际机构 Sematech 的桌上以后半年,半导体业界才苏醒过来, 浸入式技术迅速成为光刻技术中的新宠。因为此种技术的原理清晰及配合现有的光刻技术变动不大,获得了人们的极大赞赏。在传统的光刻技术中, 其镜头与光刻胶之间的介质是空气, 而所谓浸入式技术是将空气介质换成液体。实际上, 浸入式技术利用光通过液体介质后光源波长缩短来提高分辨率,其缩短的倍率即为液体介质的折射率。例如,在 193nm 光刻机中,在光源与硅片( 光刻胶) 之间加入水作为介质, 而水的折射率约为 , 则波长可缩短为 193/=132nm 。如果放的液体不是水,或者是其它液体,但折射率比