光刻技术及其应用的现状与展望.pdf

创作时间：二零二一年六月三十日光刻技术及其应用的现状与展望之南宫帮珍创作创作时间：二零二一年六月三十日1引言光刻技术作为半导体及其相关财富发展和进步的关键技术之一,一方面在过去的几十年中发挥了重年夜作用；另一方面,随着光刻技术在应用中技术问题的增多、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凸显等等,寻找解决技术障碍的新方案、寻找COO更加低的技术和找到下一俩代可行的技术路径,去支持财富的进步也显得非常紧迫,备受人们的关注.就像ITRS对未来技术路径的修订一样,上世纪基本上3～5年修正一次,而进入本世纪后,基本上每年都有修正和新的版本呈现,这充沛说明了光刻技术的重要性和对财富进步的影响.2005年ITRS对未来几种可能光刻技术方案进行预测.也正是基于这一点,新一轮技术和市场的竞争正在如火如荼的展开,年夜量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中.因此,正确掌控光刻技术发展的主流十分重要,不单可以节省时间和金钱,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,因为光刻技术开发的投入比力庞年夜.2光刻技术的现状及其应用状况创作时间：二零二一年六月三十日创作时间：二零二一年六月三十日众说周知,电子财富发展的主流和不成阻挡的趋势是“轻、薄、短、小”,这给光刻技术提出的技术方向是不竭提高其分辨率,即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度,以满足财富发展的需求；另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的屡次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺制品率对产物的质量、良率和本钱有着重要的影响,这也要求光刻技术在满足技术需求的前提下,具有较低的COO和COC.因此,光刻技术的纷争主要是厂家可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及其相关的技术.2.1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很多,但财富化前景较好的主要是紫外(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.不单取得了很年夜成绩,而且是目前财富中使用最多的技术,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.紫外光刻技术是以高压和超高压汞(Hg)或者汞-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)、光学接近矫正技术(OPC)等等,可为0.35～0.25μm的年夜生产提供成熟的技术支持和设备保证,在目前任何一家FAB中,此类设备和技术会占整个光刻技术至少创作时间：二零二一年六月三十日创作时间：二零二一年六月三十日50％的份额；同时,还覆盖了低端和特殊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)系统和折射式(Dioptrics)系统等.主要供应商是众所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH和SUSSMICROTECH等等.系统的类型方面,ASML以提供前工程的l:4步进扫描系统为主,分辨率覆盖0.5～0.25μm：NIKON以提供前工程的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0.8～0.35μm和2～0.8μm；CANON以提供前工程的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0.8～0.35μm和1～0.8μm；ULTRATECH以提供低端前工程的1：5步进重复系统和特殊用途(先进封装／MEMS／,薄膜磁头等等)的1：1步进重复系统为主；而SUSSMICTOTECH以提供低端前工程的l：1接触／接近式系统和特殊用途(先进封装／MEMS／HDI等等)的1：1接触／接近式系为主.另外,在这个领域的系统供应商还有USHlO、TAMARACK和EVGroup等.深紫外技术是以KrF气体在高压受激而发生的等离子体发出的深紫外波长(248nm和193nm)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)、高折射率图形传递介质(如浸没式光刻使用折射率常数年夜于1的液体)等,可完全满足O.25～0.18μm和0．18μm～90nm的生产线要求；同时,90～65nm的年夜生产技术已经在开发中,如光刻的制品率问题、光刻胶的问题、光刻工艺中缺陷和颗粒的控制等,仍然在创作时间：二零二一年六月三十日创作时间：二零二一年六月三十日突破中；至于深紫外技术能否满足65～45nm的年夜生产工艺要求,目前尚无明确的技术支持.相比之下,由于深紫外(248nm和193nm)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(Fusedsilic