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1、光刻技术及其应用地现状及展望合用标准文档光刻技术及其应用的现状与展望文案大全合用标准文档1 序言光刻技术作为半导体及其相关产业张开和进步的要点技术之一，一方面在过去的几十年中发挥了重要作用； 另一方面，随着光刻技术在应用中技术问题的增加、用户对应用自己需求的提高和光刻技术进步滞后于其他技术的进步突显等等，搜寻解决技术阻挡的新方案、 搜寻 COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径，去支持产业的进步也显得特别紧迫，备受人们的关注。就像 ITRS 对未来技术路径的校正相同，上世纪根本上 35 年修正一次，而进入本世纪后，根本上每年都有修正和新的版本出现， 这充分说了然光刻技术的重要性和对产业进
2、步的影响。 2005 年 ITRS 对未来几种可能光刻技术方案进行展望。也正是基于这一点，新一轮技术和市场的竞争正在如火如茶的张开， 大量的研发和开发资本投入到了这场竞赛中。 因此，正确掌握光刻技术张开的主流十分重要， 不但可以节约时间和金钱， 同时可以缩短和用户使用之间的周期、 缩短开发投入的回报时间，由于光刻技术开发的投入比较弘大。2 光刻技术的现状及其应用状况众说周知，电子产业张开的主流和不可以阻截的趋势是“轻、薄、短、小，这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率， 即提高可以完成转印图形也许加工图形的最小间距也许宽度， 以满足产业张开的需求； 另一方面，光刻工艺在整个工艺过程中的屡
3、次性使得光刻技术的牢固性、 可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和本钱有重视要的影响， 这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下，拥有较低的 COO和 COC。因此，光刻技术的纷争主若是厂家可以供给给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术。以 Photons 为光源的光刻技术在光刻技术的研究和开发中，以光子为基础的光刻技术种类好多，但产业化远景较好的主若是紫外(UV)光刻技术、深紫外 (DUV)光刻技术、极紫外 (EUV)光刻技术和 X 射线 (X-ray) 光刻技术。不仅获取了很大成就，而且是目前产业中使用最多的技术，特别是前两种技术， 在半导体工业的进步中， 起到了重要作用。文案大全合用
4、标准文档紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg) 也许汞 - 氙 (Hg-Xe) 弧灯在近紫外(350 450nm)的 3 条光强很强的光谱 (g 、h、i 线) 线，特别是波长为365nm的 i线为光源，配合使用像离轴照明技术(OAI) 、移相掩模技术 (PSM)、光学凑近更正技术 (OPC)等等，可为 0.35 0.25 m的大生产供给成熟的技术支持和设备保障，在目前任何一家FAB中，此类设备和技术会占整个光刻技术最少50的份额；同时，还覆盖了低端和特别领域对光刻技术的要求。光学系统的结构方面， 有全反射式 (Catoptrics)投影光学系统、折反射式(Catadioptrics)系统和折
5、射式(Dioptrics)系统等。主要供给商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH和 SUSSMICROTECH等等。系统的种类方面， ASML以供给前工程的 l:4 步进扫描系统为主，分辨率覆盖 0.5 0.25 m：NIKON以供给前工程的 1：5 步进重复系统和 LCD的 1：1 步进重复系统为主，分辨率覆盖0.8 0.35 m和 2 0.8 m；CANON以供给前工程的1：4 步进重复系统和LCD的 1：1 步进重复系统为主，分辨率也覆盖 0.8 0.35 m和 10.8 m；ULTRATECH以供给低端前工程的1： 5步进重复系统和特别用途( 先进封装 ME
6、MS，薄膜磁优等等 ) 的 1：1 步进重复系统为主；而 SUSSMICTOTECH以供给低端前工程的 l ：1 接触凑近式系统和特别用途 ( 先进封装 MEMSHDI 等等 ) 的 1： 1 接触凑近式系为主。别的，在这个领域的系统供给商还有 USHlO、 TAMARACK和 EV Group 等。深紫外技术是以 KrF 气体在高压受激而产生的等离子体发出的深紫外波长 (248 nm 和 193 nm)的激光作为光源，配合使用 i 线系统使用的一些成熟技术和分辨率增强技术 (RET)、高折射率图形传达介质 ( 如吞没式光刻使用折射率常数大于 1 的液体 ) 等，可完好满足0.18 m和 01
7、8m90 nm的生产线要求；同时， 9065 nm的大生产技术已经在开发中，如光刻的成品率问题、光刻胶的问题、光刻工艺中弊端和颗粒的控制等， 依旧在打破中； 至于深紫外技术能否满足 65 45 nm的大生产工艺要求，目前还没有明确的技术支持。对照之下，由于深紫外 (248 nm 和 193 nm)激光的波长更短，对光学系统资料的开发和选择、激光器功率的提高等要求更高。 目前资料主要使用的是融石英(Fused silica)和氟化钙 (GaF2)，激光器的功率已经到达了 4 kW，吞没式光刻使用的液体介质常数已经到达 1.644 等，使得光刻技术在选择哪一种技术完成 100nm以下的生产任务时，
8、经过几年的默然后又开始爽朗起来了。投影成像系统方面，主要有反射式系统文案大全合用标准文档(Catoptrics)、折射式系统 (Dioptrics)和折反射式系统 (Catadioptrics)，如图2 所示。在过去的几十年中，折射式系统由于可以大大提高系统的分辨率而起到了特别重要的作用， 但由于折射式系统随着分辨率的提高， 对光谱的带宽要求越来越窄、透镜中镜片组的数量越来越多和本钱越来越高等原因， 使得折反射式系统的优点逐渐显示了出来。 专家展望折反射式系统可能成为未来光学系统的主流技术，如 NIKON公司和 CANON公司用于 FPD产业的光刻机，都采纳折反射式系统，他们以前并没有将这种光
9、学系统用于半导体领域的光刻机，而是使用折射式系统，像 ASML公司相同。但随着技术的进步和用户需求的提高，他们也将折反射技术使用到了半导体领域的光刻机上。 极紫外光刻技术担当了目前大生产技术中要点层的光刻工艺，占有整个光刻技术的 40左右。不像紫外技术，涉入的公司很多，深紫外技术完好由 ASML、NIKON和 CANON三大公司垄断， 所有设备都以前工程使用的 1：4 步进扫描系统为主，分辨率覆盖了 0.25 90 nm的整个范围。值得一提的是，在90 65 nm 的大生产技术开发中， ASML已经走在了其他两家的前面，同时， 45 nm技术的实验室工艺已经成功，设备已经开始量产，这使得以氟
10、(F2)(157 nm)为光源的光刻技术远景变得十分黯淡，专家展望的氟 (F2) 将是最后一代光学光刻技术的可能性已经十分小了，主要原因不是深紫外技术张开的迅速，而是以氟 (F2) 为光源的光刻技术诸如透镜资料只能使用氟化钙(CaF2) 、抗蚀剂开发缓慢、 系统结构设计最后没有方向和最后的分辨率只能到达80 nm等等因素。极紫外 (EUV)光刻技术早期有波长 10 100 nm和波长 1 25 nm的软 X 光两种，两者的主要差异是成像方式，而非波长范围。前者以减小投影方式为主，后者以接触凑近式为主，目前的研发和开发主要集中在 13 nm波长的系统上。极紫外系统的分辨率主要瞄准在 1316 n
11、m的生产上。光学系统结构上，由于好多物质对 13 nm波长拥有很强的吸取作用，透射式系统达不到要求，开发的系统以多层的铝 (Al) 膜加一层 MgF2保护膜的反射镜所构成的反射式系统居多。主若是利用了当反射膜的厚度满足布拉格 (Bragg) 方程时，可获取最大反射率，供反射镜用。目前这种系统主要由一些大学和研究机构在进行技术研发和样机开发， 光源的功率提高和反射光学系统方面进步很快， 但还没有产业化的公司介入。 考虑到技术的连续性和产业张开的本钱等因素，极紫外 (EUV)光刻技术是众多专家和文案大全合用标准文档公司看好的、可以满足未来 16 nm 生产的主要技术。但由于极紫外 (EUV)光刻掩
12、模版的本钱越来越高， 产业化生产中由于掩模版的花销增加会以致生产本钱的增加，进而会大大降低产品的竞争力，这是极紫外 (EUV)光刻技术迅速应用的主要阻挡。为了降低本钱，外国有的研发机构利用极紫外 (EUV)光源，结合电子束无掩模版的思想，开发成功了极紫外 (EUV)无掩模版光刻系统，但还没有商品化，进入生产线。X 射线光刻技术也是20 世纪 80 年代张开特别迅速的、为满足分辨率 100 nm以下要求生产的技术之一。 主要分支是传统靶极 X 光、激光引起等离子 X 光和同步辐射 X 光光刻技术。特别是同步辐射 X 光( 主若是 O.8 nm) 作为光源的 X 光刻技术，光源拥有功率高、亮度高、
13、光斑小、准直性优异，经过光学系统的光束偏振性小、聚焦深度大、穿透能力强；同时可有效除掉半阴影效应 (Penumbra Effect) 等优越性。 X 射线光刻技术张开的主要困难是系统体积弘大，系统价格昂贵和运行本钱居高不低等等。 但是最新的研究成就显示， 不但 X 射线光源的体积可以大大减小，近而使系统的体积减小外，而且一个 X 光光源可开出多达 20 束 X 光，本钱大幅降低，可与深紫外光光刻技术竞争。以 Particles为光源的光刻技术以 Particles 为光源的光刻技术主要包括粒子束光刻、电子束光刻，特别是电子束光刻技术，在掩模版制造业中发挥了重要作用， 目前依旧占有霸主地位，没有
14、被取代的迹象； 但电子束光刻由于它的产能问题， 素来没有在半导体生产线上发挥作用，因此，人们素来想把减小投影式电子束光刻技术推进半导体生产线。特别是在近几年，获取了很大成就，产能已经提高到20 片 h( 200 mm圆片 ) 。电子束光刻进展和研发较快的是传统电子束光刻、低能电子束光刻、限角度散射投影电子束光刻 (SCALPEL)和扫描探针电子束光刻技术 (SPL) 。传统的电子束光刻已经为人们在掩模版制造业中宽泛接受， 由于热冷场发射 (FE) 比六鹏化镧 (LaB6) 热游离 (TE) 发射的亮度能提高 1001000 倍之多，因此，热冷场发射是目前的主流，分辨率覆盖了 100200 nm的范围。但由于传统电子束光刻存在前散射效应、背散射效应和周边效应等， 有时会造成光致抗蚀剂图形失真和电子文案大全合用标准文档伤害基底资料等问题， 由此产生了低能电子束光刻和扫描探针电子束光刻。低能电子束光刻光
