光刻技术的组成与关键点

    ● 光刻技术的组成与关键点

    光刻的基本原理是利用光致抗蚀剂（或称光刻胶）感光后因光化学反应而形成耐蚀性的特点，将掩模板上的图形刻制到被加工表面上。

    光刻半导体芯片二氧化硅的主要步骤是：

    1、涂布光致抗蚀剂；
    2、套准掩模板并曝光；
    3、用显影液溶解未感光的光致抗蚀剂层；
    4、用腐蚀液溶解掉无光致抗蚀剂保护的二氧化硅层；
    5、去除已感光的光致抗蚀剂层。

光刻技术的原理

    光刻技术的不断发展从三个方面为集成电路技术的进步提供了保证：其一是大面积均匀曝光，在同一块硅片上同时做出大量器件和芯片，保证了批量化的生产水平；其二是图形线宽不断缩小，使用权集成度不断提高，生产成本持续下降；其三，由于线宽的缩小，器件的运行速度越来越快，使用权集成电路的性能不断提高。随着集成度的提高，光刻技术所面临的困难也越来越多。

    ●光刻系统的组成：

    光刻机是一种曝光工具，这是光刻工程的核心部分，其造价昂贵，号称世界上最精密的仪器，目前世界是已有7000万美金的光刻机。光刻机堪称现代光学工业之花，其制造难度之大，到现在全世界也不过两三家公司能够制造而已。

    掩膜版

    光刻胶（常伴随着光刻机的发展而前进，在一定程度上其也制约着光刻工艺的发展）

ASML-XT1950i-EUV光刻机

    光刻技术主要指标：

    分辨率W（resolution）-> 光刻系统所能分辨和加工的最小线条尺寸
    焦深（DOF-Depth Of Focus）-> 投影光学系统可清晰成像的尺度范围
    关键尺寸（CD-Critical Dimension）控制
    对准和套刻精度（Alignment and Overlay）
    产率（Throughout）
    价格

    其中，W是决定光刻系统最重要的指标，也是决定芯片最小特征尺寸的原因。
其由瑞利定律决定：R= k1r/NA，其中r是光刻波的波长。

    提高光刻分辨率的途径:

    减小波长r，其中，光刻加工极限值：r/2 ，即半波长的分辨率
    增加数值孔径
    优化系统设计（分辨率增强技术）
    减小k1

    主流光刻技术:
    248nm DUV技术   （KrF准分子激光）-> 0.10um 特征尺寸
    193nm DUV技术   （ArF准分子激光）-> 90nm特征尺寸
    193nm 沉浸式技术 （ArF准分子激光）-> 65nm特征尺寸

半导体工艺的不断进步由光刻工艺决定

    新一代的替代光刻技术:
    157nm F2
    EUV光刻 紫外线光刻
    电子束投影光刻
    X射线光刻 
    离子束光刻
    纳米印制光刻

    光学透镜
    透射式透镜（248nm、193nm)
    反射式透镜（157nm）

    掩膜版
    由透光的衬底材料（石英玻璃）和不透光金属吸收层材料（主要是金属Cr）组成。
    通常要在表面淀积一层抗深紫外光损伤的增光型保护涂层

尼康最近推出的新款193nm沉浸式光刻机

    分辨率增强技术(RET):
    Step-Scan 技术
    偏轴照明(OAI)
    邻近效应校正(OPC)
    移相掩膜(PSM)
    具有化学增强放大功能的快速感光光刻胶
    光刻胶修剪(Resist Trimming)
    抗反射功能和表面感光后的多层光刻胶