光刻技术的发展.PDF

学术 交流 》》 光刻技术的发展 南京中电熊猫液晶材料科技有限公司 李亚明 张 飞 简述目前微电子及半导体领域主流的光刻技术及其发展，介绍了目前主流的光刻技术有是紫外(UV)光刻技术、深紫外(DUV)光刻技术、极紫外(EUV)光刻技术和X 【摘要】 射线(X-ray)光刻技术及它们的应用领域。同时探讨了光刻技术的发展和覆盖的范畴。 光刻技术；UV；DUV；EUV 【关键词】 一、引言 刻使用折射率常数大于1的液体)等，可完全 功率高、亮度高、光斑小、准直性良好，通 光刻技术作为微电子及其相关领域的 满足O.25～0.18μm和0.18μm～90nm的生产 过光学系统的光束偏振性小、聚焦深度大、 关键技术，在过去的几十年中发挥着重要作 线要求；至于深紫外技术能否满足65～45nm 穿透能力强；同时可有效消除半阴影效应 用；但随着人们需求的不断提高而光刻技术 的生产工艺要求。相比之下，由于深紫外 (PenumbraEffect)等优越性。 的进步又相对滞后的状况成为目前光刻技术 (248nm和193nm)激光的波长更短，对光学系 以Particles为光源的光刻技术主要包 的最大问题。因此，正确把握光刻技术发展 统材料的开发和选择、激光器功率的提高等 括粒子束光刻、电子束光刻，特别是电子束 将显得十分重要。 要求更高。 光刻技术，在掩模版制造业中发挥了重要作 二、目前主流的光刻技术 目前材料主要使用的是融石英(Fusedsilica) 用。但电子束光刻由于它的产能问题，一直 目前，电子产业发展的主流趋势是” 和氟化钙(GaF2)，激光器的功率已经达到了 没有在半导体生产线上发挥作用，因此，人 轻、薄、短、小”，这给光刻技术提出的技 4kW，浸没式光刻使用的液体介质常数已经达 们一直想把缩小投影式电子束光刻技术推进 术是不断提高其分辨率，即提高可以完成转 到1.644等，使得光刻技术达到100nm以下成为 半导体生产线。电子束光刻进展和研发较快 印图形或者加工图形的最小间距或者宽度， 可能。投影成像系统方面，主要有反射式系统 的是传统电子束光刻、低能电子束光刻、限 以满足产业发展的需求；但是，光刻工艺在 (Catoptrics)、折射式系统(Dioptrics)和折反射 角度散射投影电子束光刻(SCALPEL)和扫描探 整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳 式系统(Catadioptrics)。折射式系统由于能够大 针电子束光刻技术(SPL)。传统的电子束光刻 定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、 大提高系统的分辨率而起到了非常重要的作用， 已经为人们在掩模版制造业中广泛接受，由 良率和成本有着重要的影响，这也要求光刻 但由于折射式系统随着分辨率的提高，对光谱 于热／冷场发射(FE)比六鹏化镧(LaB6)热游 技术在满足技术的同时须提高质量。因此， 的带宽要求越来越窄、透镜中镜片组的数量 离(TE)发射的亮度能提高100～1000倍之多， 光刻技术的焦点是可以提供给用户什么样分 越来越多和成本越来越高等原因，使得折反 因此，热／冷场发射是目前的主流，分辨率 辨率和产能的设备及工艺技术。而提高分辨 射式系统的优点逐渐显示了出来。 覆盖了100～200nm的范围。但由于传统电子 率主要通过：(1)增大光学系统数值孔径； 同时，45nm技术的工艺已经成功，设 束光刻存在前散射效应、背散射效应和邻近 (2)减小曝光光源的波长；(3)降低工艺影响 备已经开始量产，这使得以氟(F2)(157nm) 效应等，有时会造成光致抗蚀剂图形失真和 系数；来实现。所以目前光刻技术发展主要 为光源的光刻技术前景变得十分暗淡，主要 电子损伤基底材料等问题，由此产生了低能 从以上三点实施提升。