光刻
簡介
準分子光刻技術作為當前主流的光刻技術，主要包括：特徵尺寸為0．1μm的248 nm KrF準分子激光技術；特徵尺寸為90 nm的193 nm ArF準分子激光技術；特徵尺寸為65 nm的193 nm ArF浸沒式技術（Immersion，193i）。其中193 nm浸沒式光刻技術是所有光刻技術中最為長壽且最富有競爭力的，也是目前如何進一步發揮其潛力的研究熱點。傳統光刻技術光刻膠與曝光鏡頭之間的介質是空氣，而浸沒 式技術則是將空氣 換成液體介質。實際上，由於液體介質的折射率相比空氣介質更接近曝光透鏡鏡片材料的折射率，等效地加大了透鏡口徑尺寸與數值孔徑（NA），同時可以 顯 著提高焦深（DOF）和曝光工藝的寬容度（EL），浸沒式光 刻 技 術 正 是 利 用 這 個 原 理 來 提 高 其 分 辨率。世界三 大光刻機 生產商ASML，Nikon和Cannon的第 一 代 浸 沒 式 光 刻 機 樣 機 都 是 在 原 有193nm乾式光刻機的基礎上改進研製而成，大大降低了研發成本和風險。因為浸沒式光刻系統的原理清晰而且配合現有的光刻技術變動不大，目前193nm ArF準分子激光光刻技術在65nm以下節點半導體量產中已經廣泛應用；ArF浸沒式光刻 技 術 在45nm節 點 上 是 大 生 產 的 主 流 技 術。
評價
提高光刻技術分辨率的傳統方法是增大鏡頭的NA或縮 短 波 長，通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 縮 短 波長。早在80年代，極紫外光刻技術就已經開始理論的研究和初步的實 驗，該技術 的光源是波 長 為11～14 nm的極端遠紫外光，其原理主要是利用曝光光源極短的波長達到提高光刻技術分辨率的目的。由於所有的光學材料對該波長的光有強烈的吸收，所以只能採取反射式的光路。EUV系統主要由四部分組成，即反射式投影曝光系統、反射式光刻掩模版、極紫外光源系統和能用於極紫外的光刻塗層。其主要成像原理是光波波長為10～14nm的極端遠紫外光波經過周期性多層膜反射鏡投射到反射式掩模版上，通過反射式掩模版反射出的極紫外光波再通過由多面反射鏡組成的縮小投影系統，將反射式掩模版上的集成電路幾何圖形投影成像到硅片表面的光刻膠中，形成集成電路製造所需要的光刻圖形。[1]