生不逢时的157nm干式光刻技术

    ● 生不逢时的157nm干式光刻技术

    157nm光刻，传统上被称为光学方法的极限，其光源采用氟气准分子激光，发出波长157nm附近的真空紫外光。总的来说，目前氟气准分子激光器功率己可达20W，157nm光刻尚处在研发之中。

    继深紫外光（193nm）光刻技术之后，真空紫外光刻技术快速发展，最初的应用目标是65 纳米技术节点。其光源采用氟气准分子激光，激发出波长157nm附近的真空紫外光，目前氟气准分子激光器已经商品化，商业上已生产出20 瓦功率的157 纳米激光器。

    波长短到157nm时，大多数的光学镜片材质在短波长下都是高吸收状态，会将激光的能量吸收，受热膨胀的影响而造成球面像差。而氟化钙为低吸收材质，便成为157nm光刻技术中光学镜片的主要材质。近年来氟化钙镜片的研磨技术愈来愈成熟，镜片的表面粗糙度已经可以小于0.2nm，其吸收系数可至0.001cm-1。

ITRS 2005路线图实际上已经把157nm光刻技术抛弃

    目前157nm光刻的主要困难如下：

    当波长短到157nm时，大多数的光学镜头材料都是高吸收态，易将激光的能量吸收，受热膨胀后而造成球面像差。目前只有氟化钙为低吸收材料，可供157nm使用。目前二氟化钙镜头结构在双折射等技术问题方面尚无法解决，加之产量需求少，而投入非常大。造成成本昂贵。

    有机材料的软Pellicle不可能承受157nm的辐射（因辐射吸收热量太大），而无机材料的硬Pellicles必须用熔融的石英材料经特殊的加工制成，加工成非常薄的材料非常困难，800μm的厚度就可能因为重力而下垂。

    2003年对于全球半导体工业是个值得回忆的年份，5月份Intel公司突然宣布放弃157nm技术，将继续使用193nm浸入式光刻技术进行65nm及45nm的制程，并继续拓展193nm浸入式光刻技术，使之能够适应更深层次的工艺需求，同时计划采用极短紫外光（EUV）来制作22nm以下的制程。

    Intel的此举尤如重量级炸弹一样，因为实则上将157nm技术跳了过去。众所周知，Intel是全球光刻设备最大的买主，Intel的任何动作，将在全球半导体业界引起极大的反响。而不采购157nm光刻相关设备，则意味着Intel放弃了这个被称为传统意义上光学极限的光刻技术。

    尽管Intel宣布决定放弃157nm光刻，但是业界在157nm光刻技术的进程并没有因此停顿，至少在32nm光刻技术的选择方法中是一个重要的筹码，因为157nm也能附加浸入式技术而提高分辨率。