光刻技术及其应用的现状与展望
光刻机的历史发展与前景展望

光刻机的历史发展与前景展望光刻机作为一种重要的微电子制造工艺设备,广泛应用于集成电路、平板显示、光通信等领域。
本文将对光刻机的历史发展和未来前景进行探讨,以期了解该技术的演变和应用趋势。
一、早期光刻机的发展历程光刻技术起源于20世纪60年代,当时主要用于日本的照相机制造业。
随着集成电路产业的兴起,光刻机逐渐成为半导体制造过程中不可或缺的关键设备。
最早的光刻机采用普通光源和掩膜技术,其分辨率和精度相对较低,制约了集成电路制造工艺的进一步发展。
二、先进光刻机的崛起随着科技的进步,微电子产业对于高分辨率、精密度更高的光刻机需求不断增加,推动了光刻机技术的发展。
20世纪80年代,光刻机开始引入激光光源和投射光刻技术,使得分辨率得到了显著提升。
这一时期,美国ASML公司、荷兰FEI公司等成为了行业的重要参与者,推动了光刻机的进一步发展。
三、多重曝光技术的突破在半导体制造领域,分辨率对于芯片的功能和性能至关重要。
为了进一步推进光刻技术的发展,科研人员开始研究多重曝光技术。
通过多次曝光和图案叠加,可以显著提高分辨率和图案的精度。
目前,光刻机已经能够实现极高的分辨率和精度,适应了不断变化的微电子制造需求。
四、未来光刻机发展趋势展望随着人工智能、物联网、5G等新兴技术的快速发展,对于光刻机技术的需求也在不断增加。
未来,光刻机有望在以下几个方面取得新的突破。
1. 高分辨率和高精密度随着集成电路制造工艺的不断进步,对于光刻机的分辨率和精密度要求越来越高。
科研人员将致力于开发更高分辨率的投影光刻技术,并通过材料和工艺的创新,提高芯片制造的精度。
2. 多模态光刻技术的发展多模态光刻技术可以同时处理不同尺寸、不同结构的图案,提高生产效率和灵活性。
未来光刻机有望引入多模态技术,满足不同制造需求的变化。
3. 绿色环保制造随着环保意识的不断提升,未来光刻机将更加注重节能减排和环境友好。
研究人员将寻找更加环保的曝光光源和材料,减少对环境的影响。
光刻机的最新进展与前景展望

光刻机的最新进展与前景展望光刻机作为微电子制造中不可或缺的关键设备之一,在半导体产业领域发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和半导体行业的飞速发展,光刻机也在不断演变和突破,为微电子制造提供更高的分辨率、更高的生产效率和更低的制造成本。
本文将对光刻机的最新进展进行探讨,并展望其未来的发展前景。
近年来,光刻机在技术上取得了许多突破,使得半导体行业得以向更高水平迈进。
首先,分辨率方面的提升使得微电子制造能够实现更小尺寸的芯片制造。
传统的光刻技术已经能够实现7纳米级别的分辨率,而最新的极紫外光刻技术(EUV)已经能够实现3纳米级别的分辨率,为下一代芯片制造提供了可能。
其次,光刻机在生产效率方面也有了显著的提升。
传统的光刻机在制造过程中需要多次曝光和对位,而新一代的多光束光刻机(MBL)可以同时曝光多个图案,大大提高了生产效率。
此外,一些企业正在开发基于可见光的光刻技术,相比于传统紫外光刻技术,可见光光刻技术具有更高的透射率,能够进一步提高生产效率。
另外,光刻机在制造成本方面也取得了重要的突破。
首先,由于分辨率的提高,芯片的制造成本得到了降低。
其次,新一代光刻机采用了更先进的光刻光源和镜头材料,能够在制造过程中节约能源和材料,降低生产成本。
此外,一些企业还在研究和开发新的曝光技术,例如非接触曝光和局部曝光技术,这些技术有望进一步减少制造成本。
对于光刻机未来的发展前景,可以预见的是光刻机将继续发挥关键作用,并不断迎接新的挑战。
首先,光刻机在下一代芯片制造中的应用具有重要意义。
目前,半导体行业正推动着超深紫外光刻(DUV)技术的研究和开发,该技术有望实现1纳米级别的分辨率,为未来更小尺寸芯片的生产提供可能。
同时,EUV技术也在不断发展和完善,有望实现更高分辨率和更高生产效率。
其次,光刻机在其他领域的应用也将得到拓展。
例如,光刻技术已经开始在生物医学领域得到应用,用于制造微小的生物芯片和生物传感器,用于快速检测和诊断疾病。
光刻技术分析与展望

摩尔定律全靠它CPU光刻技术CPU光刻技术分析与展望前言光刻技术作为半导体工业的“领头羊”,在半个世纪的进化历程中为整个产业的发展提供了最为有力的技术支撑。
历经50年,集成电路已经从上世纪60年代的每个芯片上仅几十个器件发展到现在的每个芯片上可包含约10亿个器件。
在摩尔定律的指引下,半导体技术的集成度每3年提高4倍。
半导体光刻的工艺高低,决定了在单位圆晶片上能够集成晶体管的数目。
我们通常所说的90纳米45纳米是指在圆晶片上能够刻蚀的晶体管的最短沟道。
沟道越短则芯片的速度越快,时钟的上升沿就越短,进而提高集成芯片的系统时钟。
● 光刻技术在半导体产业中的重要地位人类社会对于“刻”、“做标记”并不陌生。
作为文明的标志,远古的人们在洞穴中刻出了生命的图腾。
作为现代科学的象征,今天的人们在半导体晶片上刻出电路的结构。
远古的人们用的是木头,石头,今天人们更加聪明,需要刻在更加微小的尺度上,人们用的是电和光。
同样是一个刻,刻在半导体上就成了电路。
当然实际上没有理论分析地这么简单。
光刻只是在半导体上刻出晶体管器件的结构,以及晶体管之间连接的通路。
要真正地实现电路,则还需要搀杂,沉积,封装等系列芯片工艺手段。
但光刻是第一步,整个芯片工艺所能达到的最小尺寸是由光刻工艺决定的。
自从1947年第一个晶体管发明以来,科学技术一直在迅猛发展,为更高级、更强大、成本效益和能效更高的产品发明铺平了道路。
尽管进步巨大,但是晶体管发热和电流泄露问题始终是制造更小的晶体管、让摩尔定律持久发挥效力的关键障碍。
毫无疑问,过去40年一直用来制造晶体管的某些材料需要进行替代。
世界上第一个晶体管从第一个晶体管问世算起,半导体技术的发展已有多半个世纪了,现在它仍保持着强劲的发展态势,继续遵循Moore定律即芯片集成度18个月翻一番,每三年器件尺寸缩小0.7倍的速度发展。
大尺寸、细线宽、高精度、高效率、低成本的IC生产,正在对半导体设备带来前所未有的挑战。
光刻机技术在柔性电子制造中的前景展望

光刻机技术在柔性电子制造中的前景展望柔性电子是一种具有高度柔韧性和可弯曲性的电子技术,被广泛应用于可穿戴设备、可卷曲显示屏等领域。
光刻机作为一种关键的制造工具,起着至关重要的作用。
本文将探讨光刻机技术在柔性电子制造中的前景展望,并展示其重要性和未来发展方向。
一、光刻机技术概述光刻技术作为半导体制造中的一项核心技术,利用光刻胶和曝光光源进行微型器件的图案转移。
其在制造柔性电子中的应用主要体现在电路板的制造过程中。
光刻机技术具有高分辨率、高精度和高效率的特点,能够满足柔性电子对微小器件的要求。
二、光刻机技术在柔性电子制造中的重要性1. 产品质量提升:光刻机技术的高分辨率和高精度,可以实现对微小器件的精确刻制,有效提升柔性电子产品的质量和性能。
2. 制造成本降低:光刻机技术的高效率和高产能,可以加快制造速度,降低生产成本,提高制造效率。
3. 设计灵活性增强:光刻机技术能够满足不同形状和尺寸的柔性电子需求,为设计师提供更大的创作空间和灵活性。
4. 制造工艺优化:光刻机技术的应用可以实现微细结构和微米级的干净图案转移,优化了柔性电子的制造工艺,提高了产品性能。
三、光刻机技术在柔性电子制造中的应用案例1. 柔性电路板制造:光刻机技术在柔性电路板制造过程中发挥着关键作用。
通过精确的曝光和刻蚀工艺,能够实现微小线宽和间距,实现对电路板的精细制造。
2. 柔性显示屏制造:光刻机技术在柔性显示屏制造中的应用,能够实现高分辨率和高亮度的显示效果。
通过精确的图案转移,能够实现对显示屏的精细刻制,提高显示质量。
3. 柔性传感器制造:光刻机技术在柔性传感器制造中的应用,能够实现微小结构和高敏感度的制备。
通过精确的刻制工艺,能够实现传感器的高精度和高灵敏度。
四、光刻机技术在柔性电子制造中的发展趋势1. 高分辨率和高精度:光刻机技术将朝着更高分辨率和更高精度的方向发展,以满足制造高密度柔性电子器件的需求。
2. 多层次刻制:随着柔性电子器件的复杂性增加,光刻机技术将注重多层次刻制的研究,以实现更多功能和更高性能的柔性电子制造。
光刻机技术的未来发展方向

光刻机技术的未来发展方向光刻机技术是半导体制造过程中至关重要的一项核心技术,它在芯片制造、平板显示和光学元件等领域扮演着重要的角色。
随着科技的进步和市场需求的不断变化,光刻机技术也在不断地进行创新和发展。
本文将针对光刻机技术的未来发展方向进行探讨。
一、多层次和多维度的微影技术随着芯片制造技术的不断发展,对于光刻机技术的要求也越来越高。
传统的二维光刻技术已经无法满足对于微小器件和高密度芯片的制造需求。
因此,未来的光刻机技术将朝着多层次和多维度的微影方向发展。
这种发展方向将可以实现更高精度的芯片制造,提升芯片性能和集成度。
二、纳米级光刻技术的研究与应用纳米级光刻技术是未来光刻机技术的一个重要方向。
随着纳米材料和纳米器件的快速发展,对于纳米级光刻技术的需求也越来越迫切。
纳米级光刻技术可以实现对于纳米结构的制造和加工,可以应用于纳米传感器、纳米电子器件等领域。
因此,未来光刻机技术的发展将需要注重对纳米级光刻技术的研究与应用。
三、高效能短波长光源技术的研究光刻机技术的性能取决于光源的稳定性和光束的能量传输效率。
传统的短波长光源存在能量损耗大、制造成本高等问题,制约了光刻机技术的进一步发展。
因此,未来光刻机技术的发展方向之一是改进和研究高效能短波长光源技术,以提高光刻机的工作效率和降低制造成本。
四、光刻机设备的智能化和自动化随着人工智能技术的发展,光刻机设备的智能化和自动化已经成为一个重要的研究方向。
智能化和自动化技术可以提高光刻机的操作和控制效率,降低人力成本,提高生产效率和产品质量。
未来的光刻机技术将趋于智能化和自动化,使得操作更简便、稳定性更高。
总结:光刻机技术的未来发展方向将包括多层次和多维度的微影技术、纳米级光刻技术的研究与应用、高效能短波长光源技术的研究以及光刻机设备的智能化和自动化。
这些发展方向将推动光刻机技术在半导体制造、平板显示和光学元件等领域的应用,提高芯片制造效率和质量,推动科技的发展。
光刻机的未来发展方向与前景展望

光刻机的未来发展方向与前景展望随着信息技术的迅速发展,各种电子产品的需求不断增加,半导体产业也展现出爆发式的增长。
而光刻机作为半导体制造过程中至关重要的设备之一,在半导体行业扮演着不可忽视的角色。
本文将探讨光刻机的未来发展方向与前景展望。
首先,光刻机技术在半导体行业中的地位不可替代。
光刻机是半导体工艺中的核心设备,用于将原始芯片模式图案转移到硅片上,是制造高密度集成电路的关键步骤。
随着半导体行业的不断发展,如今的智能手机、平板电脑、人工智能和物联网等新兴技术的兴起,对于低功耗、高计算能力的芯片需求迅猛增长。
这为光刻机技术提供了巨大的市场空间和发展机遇。
其次,光刻机行业在技术研发方面的不断突破将推动未来的发展。
随着半导体工艺的不断进步,对于光刻机性能的要求也越来越高。
未来光刻机需要具备更高的分辨率、更高的光刻速度和更低的制造成本。
目前,多项技术正在为光刻机行业的发展提供支持,如极紫外光刻(EUV)、多阶光刻技术以及多模式光刻机等。
这些新技术的应用在未来将使光刻机制造的芯片更加高效、精确。
此外,光刻机行业在国内的扩张将带来更广阔的发展空间。
中国作为全球最大的电子消费市场,对于半导体芯片的需求量巨大。
然而,目前国内半导体制造业仍然依赖进口的光刻机设备,国内市场的空间巨大。
因此,中国光刻机制造商在不断努力提高研发能力和制造水平的同时,也在扩大自身产品的市场占有率。
高性价比、高质量的国产光刻机将在未来占据更大的市场份额。
另外,AI技术在光刻机制造中的应用也是光刻机未来发展的重要方向之一。
AI技术的应用能够提高光刻机的智能化程度,通过对大数据的分析和学习,能够更好地控制刻蚀过程,并且能够自动进行故障检测和预测,提高生产效率和稳定性。
未来光刻机制造商可以通过整合AI技术来提高设备的性能和可靠性,从而更好地满足市场需求。
综上所述,光刻机作为半导体制造中的重要设备,在未来的发展中将继续发挥重要作用。
通过技术突破和市场扩张,光刻机行业将不断提高分辨率和速度,降低制造成本,满足不断增长的半导体需求。
光刻机行业发展现状

光刻机行业发展现状
全球光刻机行业的发展现状和趋势可以总结如下:
市场需求增长:受益于半导体行业的快速发展,尤其是下游晶圆代工、服务器云计算、5G通信基础设施建设、人工智能等领域的芯片需求激增,推动了对高端光刻机的强劲需求。
技术进步与国产化步伐加速:国际上,荷兰ASML公司在极紫外(EUV)光刻机技术上保持领先优势,而中国在光刻机国产化的道路上不断取得突破,尽管面临技术和设备禁运等挑战,但依然致力于中低端及部
分高端光刻机的研发制造。
市场规模扩大:2020年全球光刻机销量和销售额呈现稳定提升的趋势。
随着全球半导体设备市场的复苏以及各国对于本土半导体产业链安全的关注度提高,预计未来几年光刻机市场将持续扩容。
技术研发投入加大:各国政府及企业为应对日益激烈的国际竞争,纷纷加大对光刻机及其相关核心技术的研发投入,旨在实现更高精度、更高效能的产品迭代。
供应链多元化发展:由于全球半导体产业格局的变化,光刻机供应链也在寻求多元化以降低依赖单一来源的风险,这给更多国家和地区提供了参与光刻机产业链的机会。
需要注意的是,以上信息基于历史记录和之前的分析预测,实际行业发展可能会受到多种因素影响,包括但不限于技术创新速度、政策法规变化、国际贸易关系、全球经济环境等。
要获得最新的光刻机行业发展现状,请查阅最近的市场研究报告或行业动态。
光刻技术的研究与应用

光刻技术的研究与应用随着现代半导体工艺的发展,光刻技术已经成为制造芯片不可或缺的关键工艺之一。
光刻技术是一种通过激光或光源照射在硅片表面上的技术,通过对光刻胶进行曝光、显影等加工,形成芯片图形的过程。
光刻技术可以实现微米级甚至纳米级的结构制备,广泛应用于半导体集成电路、光子学、MEMS等领域。
下面我们将从光刻技术的原理、优势、发展历程以及应用等方面进行详细论述。
一、光刻技术的原理光刻技术是一种通过照射光线控制光刻胶的化学反应,从而在硅片表面上形成需要的图形的加工技术。
通俗地讲,就是通过光线实现对光刻胶的印刷,使其在硅片上形成等级线。
光刻胶的选择需要根据具体的硅片设计需求,并根据加工流程的要求进行精确设计。
光刻胶的化学反应主要包括曝光、显影、退胶三个环节:1. 曝光:通过控制光线的照射,使光线通过掩模形成等级线的过程。
2. 显影:通过化学反应使光刻胶中没有曝光的部分被迅速去除,从而对曝光部分进行保护。
3. 退胶:在显影完毕后,根据需要还需要将光刻胶中残留的曝光部位进行去除,以便于进行后续加工。
二、光刻技术的优势与传统制造芯片的加工技术相比,光刻技术有以下几个优势:1. 操作简单:光刻加工过程主要依赖于光刻机,操作比较简单,不需要进行复杂的化学反应。
2. 制造精度高:光刻技术可以达到微米甚至纳米级别的加工精度,可以应用于制造芯片上高密度、高准确度的图形。
3. 生产效率高:由于加工自动化程度高,生产效率较传统制造技术要高得多。
4. 生产成本低:光刻技术生产成本比传统制造技术要低得多,这也是其能够广泛应用的主要原因之一。
三、光刻技术的发展历程光刻技术自20世纪50年代开始被引入半导体领域以来,经历了几十年的发展。
50年代,光刻技术主要应用于半导体材料的薄膜厚度测试;60年代,先进的微影技术被开发出来,并应用于集成电路的制造;70年代,槽栅光刻技术被开发,可以制造出更加精细的集成电路图形;80年代,步进式光刻技术的发明,大大提高了制造芯片的生产效率;90年代,深紫外光刻技术得到普及,制造出的芯片更加精细;2000年以后,纳米级别的光刻技术逐渐成为研究热点。
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光刻技术及其应用的现状与展望
标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 光刻技术及其应用的现状与展望
1 引言 光刻技术作为半导体及其相关产业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大作用;另一方面,随着光刻技术在应用中技术问题的增多、用户对应用本身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,去支持产业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出现,这充分说明了光刻技术的重要性和对产业进步的影响。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,大量的研发和开发资金投入到了这场竞赛中。因此,正确把握光刻技术发展的主流十分重要,不仅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较庞大。
2 光刻技术的现状及其应用状况 众说周知,电子产业发展的主流和不可阻挡的趋势是“轻、薄、短、小”,这给光刻技术提出的技术方向是不断提高其分辨率,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,以满足产业发展的需求;另一方面,光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响,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。
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,但产业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。不但取得了很大成就,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。
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~μm的大生产提供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至少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SUSS MICROTECH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~μm: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~μm和2~μm;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~μm和1~μm;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SUSS MICTOTECH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)、高折射率图形传递介质(如浸没式光刻使用折射率常数大于1的液体)等,可完全满足~μm和0.18μm~90 nm的生产线要求;同时,90~65 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、光刻工艺中缺陷和颗粒的控制等,仍然在突破中;至于深紫外技术能否满足65~45 nm的大生产工艺要求,目前尚无明确的技术支持。相比之下,由于深紫外(248 nm和193 nm)激光的波长更短,对光学系统材料的开发和选择、激光器功率的提高等要求更高。目前材料主要使用的是融石英(Fused silica)和氟化 钙(GaF2),激光器的功率已经达到了4 kW,浸没式光刻使用的液体介质常数已经达到等,使得光刻技术在选择哪种技术完成100nm以下的生产任务时,经过几年的沉默后又开始活跃起来了。投影成像系统方面,主要有反射式系统(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,折射式系统由于能够大大提高系统的分辨率而起到了非常重要的作用,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成本越来越高等原因,使得折反射式系统的优点逐渐显示了出来。专家预测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,都采用折反射式系统,他们以前并没有将这种光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公司一样。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。极紫外光刻技术承担了目前大生产技术中关键层的光刻工艺,占有整个光刻技术的40%左右。不像紫外技术,涉入的公司较多,深紫外技术完全由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~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(F2)(157 nm)为光源的光刻技术前景变得十分暗淡,专家预测的氟(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发展的迅速,而是以氟(F2)为光源的光刻技术诸如透镜材料只能使用氟化钙(CaF2)、抗蚀剂开发缓慢、系统结构设计最终没有方向和最后的分辨率只能达到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,两者的主要区别是成像方式,而非波长范围。前者以缩小投影方式为主,后者以接触/接近式为主,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13~16 nm的生产上。光学系统结构上,由于很多物质对13 nm波长具有很强的吸收作用,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。主要是利用了当反射膜的厚度满足布拉格(Bragg)方程时,可得到最 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。考虑到技术的延续性和产业发展的成本等因素,极紫外(EUV)光刻技术是众多专家和公司看好的、能够满足未来16 nm生产的主要技术。但由于极紫外(EUV)光刻掩模版的成本愈来愈高,产业化生产中由于掩模版的费用增加会导致生产成本的增加,进而会大大降低产品的竞争力,这是极紫外(EUV)光刻技术快速应用的主要障碍。为了降低成本,国外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年代发展非常迅速的、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、激光诱发等离子X光和同步辐射X光光刻技术。特别是同步辐射X光(主要是 nm)作为光源的X光刻技术,光源具有功率高、亮度高、光斑小、准直性良好,通过光学系统的光束偏振性小、聚焦深度大、穿透能力强;同时可有效消除半阴影效应(Penumbra Effect)等优越性。X射线光刻技术发展的主要困难是系统体积庞大,系统价格昂贵和运行成本居高不下等等。不过最新的研究成果显示,不仅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,成本大幅降低,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,目前仍然占有霸主地位,没有被取代的迹象;但电子束光刻由于它的产能问题,一直没有在半导体生产线上发挥作用,因此,人们一直想把缩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,取得了很大成就,产能已经提高到20片/h(φ200 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广泛接受,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100~1000倍之多,因此,热/冷场发射是目前的主流,分辨率覆盖了100~200 nm的范围。但由于传统电子束光刻存在前散射效应、背散射效应和邻近效应等,有时会造成光致抗蚀剂图形失真和电子损伤基底材料等问题,由此产生了低能电子束光刻和扫描探针电子束光刻。低能电子束光刻光源和电子透镜与扫描电子显微镜(SEM)基本一样,将低能电子打入基底材料或者抗蚀剂,以单层或者多层L-B膜(Langmuir-Blodgett Film)为抗蚀剂,分辨率可达到10 nm以下,目前在实验室和科研单位使用较多。扫描探针电子束光刻技术(SPL)是利用扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜原理,将探针产生的电子束,在基底或者抗蚀剂材料上直接激发或者诱发选择性化学作用,如刻蚀或者淀积进行微细图形加工和制造。SPL目前比较成熟,主要应用领域是MEMS和MOEMS等纳米器件的制造,随着纳米制造产业的快速发展,扫描探针电子束光刻技术(SPL)的前景有望与光学光刻媲美。另外一种比较有潜力的电子束光刻技术是SCALPEL,由于SCALPEL的原理非常类似于光学光刻技术,使用散射式掩模版(又称鼓膜)和缩小分步扫描投影工作方式,具有分辨率高(纳米级)、聚焦深度长、掩模版制作容易和产能高等优势,很多专家认为SCALPEL是光学光刻技术退出历史舞台后,半导体大生产进入纳米阶段的主流光刻技术,因此,有人称之为后光学光刻技术。