193nm光刻曝光系统的现状及发展_巩岩
中国光刻机行业市场现状、行业格局及发展趋势分析
中国光刻机行业市场现状、行业格局及发展趋势分析光刻技术指利用光学-化学反应原理，将电路图转移到晶圆表面的工艺技术，光刻机是光刻工序中的一种投影曝光系统。
其包括光源、光学镜片、对准系统等。
在制造过程中，通过投射光束，穿过掩膜板和光学镜片照射涂敷在基底上的光敏性光刻胶，经过显影后可以将电路图最终转移到硅晶圆上。
一、市场现状及行业格局光刻机分为无掩模光刻机和有掩模光刻机。
（1）无掩模光刻机可分为电子束直写光刻机、离子束直写光刻机、激光直写光刻机。
电子束直写光刻机可以用于高分辨率掩模版以及集成电路原型验证芯片等的制造，激光直写光刻机一般是用于小批量特定芯片的制造。
（2）有掩模光刻机分为接触/接近式光刻机和投影式光刻机。
接触式光刻和接近式光刻机出现的时期较早，投影光刻机技术更加先进，图形比例不需要为1:1，减低了掩膜板制作成本，目前在先进制程中广泛使用。
随着曝光光源的改进，光刻机工艺技术节点不断缩小。
光刻设备从光源（从最初的g-Line，i-Line发展到EUV）、曝光方式（从接触式到步进式，从干式投影到浸没式投影）不断进行着改进。
目前光刻机主要可以分为IC前道制造光刻机（市场主流）、IC后道先进封装光刻机、LED/MEMS/PowerDevices制造用光刻机以及面板光刻机。
其中IC前道光刻机需求量和价值量都最高，但是技术难度最大。
而封装光刻机对于光刻的精度要求低于前道光刻要求，面板光刻机主要用在薄膜晶体管制造中，与IC前道光刻机相比技术难度更低。
IC前道光刻机技术最为复杂，光刻工艺是IC制造的核心环节也是占用时间比最大的步骤，光刻机是目前晶圆制造产线中成本最高的半导体设备。
光刻设备约占晶圆生产线设备成本27%，光刻工艺占芯片制造时间40%-50%。
高精度EUV光刻机的使用将使die和wafer的成本进一步减小，但是设备本身成本也会增长。
光刻设备量价齐升带动光刻设备市场不断增长。
一方面，随着芯片制程的不断升级，IC前道光刻机价格不断攀升。
193nm光刻胶底部抗反射涂层经济效应
193nm光刻胶底部抗反射涂层经济效应一、光刻胶的作用光刻胶是半导体制造过程中的重要材料之一，广泛应用于芯片制造中。
其主要作用是在光刻过程中对芯片表面进行覆盖，形成一层薄膜，以保护芯片表面和调整光的传播。
光刻胶的性能直接影响到芯片的质量和成本。
二、193nm光刻胶底部抗反射涂层的原理193nm光刻胶底部抗反射涂层是在光刻胶底部添加一层特殊的涂层材料，用于减少光在光刻胶底部的反射。
193nm光刻胶底部抗反射涂层的原理是通过调节涂层的折射率，使得光在涂层与光刻胶之间的界面上发生干涉，从而降低反射的程度。
这样可以提高光的利用率，提高芯片的精度和品质。
三、193nm光刻胶底部抗反射涂层的经济效应1. 提高芯片制造的成功率：193nm光刻胶底部抗反射涂层可以减少光在涂层与光刻胶之间的反射，提高光的利用率，减少光能的浪费，从而提高芯片制造的成功率。
这样可以减少制造过程中的失败率，降低生产成本。
2. 提高芯片的成品率：193nm光刻胶底部抗反射涂层可以减少光在涂层与光刻胶之间的反射，减少光能的损失，提高芯片的成品率。
高成品率意味着更多的可用芯片，可以提高产能，增加经济效益。
3. 降低芯片制造成本：通过使用193nm光刻胶底部抗反射涂层，可以提高光的利用率，减少光能的浪费，从而降低制造过程中的能耗和材料消耗。
此外，高成品率也可以减少废品的产生，降低材料和人工的浪费，进一步降低芯片制造成本。
4. 提高产品竞争力：采用193nm光刻胶底部抗反射涂层可以提高芯片的精度和品质，使得产品更加稳定可靠。
这不仅能够提高产品的竞争力，还能够满足市场对高质量芯片的需求，进一步增加经济效益。
193nm光刻胶底部抗反射涂层可以提高芯片制造的成功率和成品率，降低制造成本，提高产品竞争力。
因此，采用193nm光刻胶底部抗反射涂层具有显著的经济效益。
未来随着半导体技术的不断发展，对光刻胶底部抗反射涂层的需求也将越来越高，相关企业应加强研发，提高产品质量和性能，以满足市场需求，进一步推动产业的发展。
光刻行业的发展趋势
光刻行业的发展趋势
光刻行业是半导体制造中的重要环节，用于制造微电子元件的核心工艺之一。
随着科技的不断进步，光刻行业的发展也呈现出一些趋势。
1. 进一步提升光刻技术分辨率：随着半导体制程不断进入纳米级别，光刻技术需要进一步提升分辨率，以满足更小尺寸的器件制造需求。
高分辨率的光刻技术可以实现更高的集成度和更低的功耗。
2. 多重曝光技术的应用：由于单一曝光技术难以满足纳米级尺寸的制程要求，多重曝光技术逐渐被引入光刻行业。
通过将多个曝光步骤结合起来，可以实现更高的分辨率和更复杂的器件结构。
3. 深紫外（DUV）光刻技术的发展：深紫外光刻技术已经成为主流的半导体制程，随着工艺的进一步发展，DUV光刻技术将继续提升分辨率和精度。
此外，随着半导体制程进一步缩小，短波长的光刻技术，如极紫外（EUV）光刻技术的发展也备受关注。
4. 光刻设备的集成和自动化：为了提高生产效率和制程控制能力，光刻设备逐渐实现了高度的自动化和智能化。
同时，光刻工艺也趋于集成，通过减少工艺步骤和设备数量，提高生产效率和降低成本。
5. 新材料和新工艺的应用：随着半导体行业对功能性材料的需求不断增加，光
刻行业也需要适应新材料的应用。
例如，非硅基材料、有机材料和柔性电子材料的应用将对光刻技术提出新的需求和挑战。
总体来说，光刻行业的发展趋势是向着更高的分辨率、更高的生产效率和更低的制程成本方向发展，同时也需要适应新材料和新工艺的应用。
光刻技术的进步将直接影响半导体行业的发展，推动电子产品的不断创新。
193 nm和248 nm波长准分子激光对玻璃及聚合物刻蚀特性的比较
193 nm和248 nm波长准分子激光对玻璃及聚合物刻蚀特性的比较闫晓光;陈涛【摘要】将波长为193 nm的ArF准分子激光和波长为248 nm的KrF准分子激光经光学系统分别垂直照射到不同材料的表面，通过改变激光脉冲数目，在大气背景下进行实验，用三维轮廓仪对照射后的样品表面形貌及表面粗糙度进行测试分析。
研究了准分子激光与非金属材料相互作用的机理，并对比得到了193、248 nm激光对聚合物材料PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯）及HF4光学玻璃的刻蚀特性。
结果表明：在激光能量密度为1.5 J/cm2时，波长193 nm激光比波长248 nm激光在刻蚀PMMA时能得到更好的效果，而在刻蚀HF4光学玻璃时却恰好相反。
在准分子激光与非金属材料相互作用的过程中，既不是光源的波长越短，刻蚀效果越好，也不是光与物质相互作用中的光化学机理所占的比重越大，刻蚀效果越好；最终刻蚀效果的好坏取决于很多因素。
%The surface of different materials were vertically irradiated by ArF excimer laser at wavelength of 193 nm and KrF excimer laser at wavelength of 248 nm. The experiment was completed in air through changing laser pulse number. The treated materials were analyzed with white-light interferometer. The experiment had analyzed the mechanism problems of interaction between excimer lasers and nonmetal materials,done the comparison of 198 nm and 248 nm excimer laser ablation characteristics between polymath methacrylate (PMMA) and HF4 optical glass. The results show with 1.5 J/cm2 laser energy density,193 nm wavelength excimer laser has more excellent ablation effect on PMMA materials compared with 248 nm wavelength excimer laser ,there is atotally opposite result in HF4 optical glass ablation. It doesn′t means the shorter wavelength we used ,the better ablation result we got,neither to the proportion of photochemistry reaction in laser and material interaction process. The final result of ablation decided by many factors.【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】5页(P30-34)【关键词】193nm;248nm;准分子激光;PMMA;HF4光学玻璃【作者】闫晓光;陈涛【作者单位】北京工业大学激光工程研究院，北京 100124;北京工业大学激光工程研究院，北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TG665随着微纳米科学与技术的发展，以微米量级为尺度的微机械已成为人们认识微观领域、改造客观世界的一种新技术。
关于193nm 光刻光源的经久不衰的原因
关于193nm 光刻光源的经久不衰的原因2015-12-22匡国华光通信女人咱们T194 T218聊过半导体器件和工艺，有同学们问为什么工业界一直用193nm光源做光刻，不是说光刻光源波长越短分辨率越高么？Intel 的22nm依然花了5000万美元，买193nm光刻机，为什么呢，而且光刻层增加到45层。
45层光刻一个头发丝不能错，为什么不用更高分辨率的光源呢。
先从理论上来讲光刻分辨率R=K（波长λ/光学数值孔径NA）这多简单啊，想提升分辨率，降低波长呗。
有低波长的光源吗？有，EUV的波长理论上可以低到13nm，这可比193nm小多啦，为啥不用呢。
因为如果咱用193nm光源，就上面那个5000万美元的尼康光刻机，大小还是可以放在车间的。
如果用EUV，光源功率小，得给他配个足球场辣么大滴电源才能干的动光刻这个活儿。
咱家是开厂子做芯片的，不是做核电站的呀，去哪里找这么大的能源伺候它呀。
其他短波长，功率也需求不大的有吗？有，X-ray，就是医院给拍骨头的X光机，有印象了吧，它要在黑屋子里进行。
这意味着咱这几十层光刻不能实时监控，做完直接看效果。
这个难度就像让瞎子绣花还一针不许错。
太欺负人啦。
那~~ 还是在193nm上想想办法吧，怎么想呢，一次光刻做不了不成22nm，咱刻两次44nm，刻一次44nm黄色，刻一次44nm绿色，二层重叠一看，黄绿相间22nm妥啦。
还有其他办法可想，有啊，再回忆光刻分辨率的公式。
分辨率R=K（波长λ/光学数值孔径NA），加大NA也可以提升分辨率，NA这个值与光折射率有关，提高折射率，NA增加，分辨率就更优啦。
怎么增加光折射率呢。
在空气里折射率=1，在水里折射率是1.44, 科学家们就把光刻机扔水里做，叫科学家为了省点电真不容易，继续想办法把193 放到磷酸溶液中，磷酸折射率比水的1.44大一点，是1.54看到这里，心里又一次默默的想，难怪193的光源卖5000万美元，这就是不可替代性的价值存在。
光刻技术的发展现状及趋势
光刻技术的发展现状及趋势光刻技术作为微电子制造中至关重要的一个环节，其发展也一直在不断推进，从而推动了整个微电子产业的快速发展。
本文将从几个方面阐述光刻技术的发展现状及趋势。
第一、发展历程。
20世纪60年代初，光刻技术逐渐进入人们的视野。
随着半导体工艺的不断提升，人们对于光刻机的要求也越来越高。
80年代中期，光刻技术实现了从g-line到i-line的跨越。
90年代中期，光刻技术又实现了从i-line到KrF的跨越。
现在，已经有了更加高端的ArF光刻技术，而且正在向EUV（极紫外线）技术转型。
可以说，光刻技术发展越来越成熟，也越来越复杂。
第二、新技术的应用。
当前，人们在开发新型半导体工艺中特别注重极紫外光刻技术和自组织光刻技术。
极紫外光刻技术的出现，不仅意味着芯片结构的再次升级，而且也使半导体工艺面板的生产成本有所降低。
自组织光刻技术是指采用场致异质原子效应所实现的一种制程技术，已经被应用于国内外的生产中，成为了一种重要的MEMS制造技术。
第三、制程逐渐精细。
随着半导体工艺的不断提升，人们对于微电子产品的精细度及稳定性要求也越来越高。
光刻技术在制程的过程中被应用最为广泛，因此在制程方面也逐步加强了对光刻技术的要求。
如此，会对光刻技术的工艺设置、技术规范等进行深入改进和提高，有利于提高生产效率及缩小生产成本，使得微电子产品的质量和稳定性得以更好地保证。
总之，光刻技术的发展现状及趋势，不仅关系到微电子产业的发展方向，在国际市场的竞争中也具有非常重要的含义。
随着物联网、人工智能等新型技术的出现，将会进一步带动光刻技术的发展。
光刻机技术进展及未来发展方向
随着信息技术的迅猛发展和半导体产业的不断壮大，光刻机技术作为半导体制造工艺中极为重要的一环，也在不断进行创新与突破，实现了长足的发展。本文将对光刻机技术的进展进行探究，并展望其未来的发展方向。
一、光刻机技术的进展
1.微影技术的应用
光刻机技术作为微影技术的核心，能够在光敏胶片或光刻胶层上进行光照、显影、蚀刻等工序，使图案投射到硅片上，实现了微小化的电子元件和线路的制造。随着相干光刻技术、准直光刻技术等的应用，半导体芯片的制作精度和复杂度得以提升。
二、光刻机技术的未来发展方向
1.极紫外光刻技术（EUV技术）
极紫外光刻技术采用13.5nm波长的极紫外光进行曝光，制程尺寸进一步缩小，是当前光刻技术的研究热点。然而，由于光源、光刻胶和掩膜等相关技术仍处于发展阶段，EUV技术在商业化应用方面仍面临一定的挑战。未来，随着技术突破和商业化成本的降低，EUV技术有望成为下一代光刻技术的主流。
2.光刻机设备的集成与智能化
随着芯片制程的不断革新，光刻机设备将继续向着集成化和智能化方向发展。光刻机设备将逐渐实现多工艺模块集成，提高生产效率和设备利用率。同时，光刻机设备还将加强机器学习和人工智能技术的应用，通过数据分析和优化算法，提高设备的自动化程度和制程控制精度。
3.新材料与新工艺的应用
随着新材料的不断涌现，比如二维材料、有机半导体材料等，光刻机技术也需要与之相适应，探索新的制备工艺和工艺参数。未来，光刻机技术将与新材料和新工艺相结合，为电子器件带来更多的创新和突破。
2.紫外光刻技术的突破
紫外光刻技术采用了更短波长的光线，使得线宽更加精细，解决了传统光刻机技术面临的线宽限制难题。采用193nm波长的氟化氖激光器，使得制程尺寸进一步缩小，为微电子产业的发展提供了重要的支撑。
光学光刻技术现状及发展趋势
光学光刻技术现状及发展趋势光刻技术在半导体制造中起着非常重要的作用，其制造的集成电路的性能和功能直接决定了整个电子设备的性能。
当前，光刻技术主要应用于半导体工艺中的互连层和尺寸较大的图案制作。
光刻技术的主要设备是光刻机，它通过精密的光学投影系统将光源中的光通过掩模透射到光刻胶上，然后通过化学和物理的处理方式将图案转移到半导体材料上。
这种技术具有高分辨率、高精度和高效率的优点，已广泛应用于微电子制造领域。
在光刻技术的发展过程中，最主要的挑战就是以更高的分辨率和更小的尺寸来制造更复杂的微纳器件。
当前，光刻技术的分辨率已经达到了纳米级别，但随着芯片的尺寸越来越小，光刻技术面临着更大的挑战。
在光学光刻技术中，短波紫外（DUV）光刻技术是目前最常用的技术，其工作波长通常为193纳米或248纳米。
但是，这些波长已经接近物理极限，无法进一步提高分辨率。
因此，目前研究人员正在积极寻求新的光刻技术来突破这一限制。
发展趋势方面，一种为发展新一代光刻技术的方向是使用更短波长的光源，如极紫外（EUV）光刻技术。
EUV光刻技术利用波长为13.5纳米的极紫外光源进行曝光，具有更高的分辨率和更小的尺寸。
然而，EUV技术目前仍面临一系列挑战，包括光源功率不足、镜面反射率低和衍射效应等问题。
因此，目前EUV技术还没有得到广泛的商业应用。
但是，随着技术的不断发展，相信EUV技术将会逐渐成熟并取代DUV技术，成为下一代光刻技术的主流。
另一种发展趋势是多重光刻技术的应用。
多重光刻技术是指将两个或多个光刻步骤结合起来，以实现更高的分辨率和更复杂的图案制作。
这一技术可以通过在光刻胶层上涂覆多层光刻胶和反射层，然后进行多次曝光来实现。
多重光刻技术可以大大提高分辨率，同时也可以保持较高的生产效率。
目前，多重光刻技术已经得到了广泛的应用，并在下一代半导体工艺中发挥了重要作用。
总之，光刻技术作为半导体制造中的关键工艺技术，其现状和发展趋势对整个电子行业发展起着重要的影响。
193nm光刻曝光系统的现状及发展
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过分析曝光系统 的构成和其 中的关键技术 ， 探讨了 国内研制相关曝光设备所面 临的挑 战。
关 键 词 ： 影 光 刻 ； 光 系统 ； 辨 率 增 强 ； 明 ； 影 物 镜 ； 投 曝 分 照 投 综述 文 献标 识码 ： Ａ 中 图分 类 号 ：Ｎ ０ ． Ｔ ３ ５７
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193nm浸液式光刻技术现状
193nm浸液式光刻技术现状孔德生童志义（中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京东燕郊101601）1 引言30多年来，作为集成电路制造主流曝光技术的光学投影光刻技术，始终以摩尔定律的不断向前推进而孜孜不懈地努力着。
根据瑞利衍射定理R=k1λ/NA，通过曝光波长的不断缩小和数值孔径的不断增大以及各种分辨率增强技术的不断探索，将K1因子逐步降低，现已迎来了65nm半导体制造量产时代。
在45nm器件的生产中，可选择的光刻方法有k1为0.30的大数值孔径ArF干法光刻和k1为0.35的大数值孔径A rF浸液式光刻。
前者的技术路线主要是基于对光学临近效应校正（OPC）和移相掩模（PSM）的提高来缩小k1因子。
后者要求更为特殊的分辨率增强技术且在应用范围中有一定的限制。
它的技术路线则主要是基于折射率（n）的增大来实现光学系统分辨率的提高。
由于镜头的NA=nsinθ，（去离子水作为浸液液体时，n=1.44，sinθ=0.90）浸液式光刻的效应是双重的：（1）它允许拥有更高的NA甚至大于1.0的镜头设计，因此使得分辨率得到改进。
（2）对于给定的NA，它提高了焦深（DOF）。
仅仅从上面的论述和简单的数学关系，人们似乎可以乐观地预言，浸液式ArF光刻的潜力，可以实现45n m→32nm乃至22nm技术节点。
量产45nm芯片的光刻工艺有2种，即：193 nm ArF干法光刻工艺和193 nm ArF湿法光刻工艺。
前者的支持者是英特尔公司，它已采用193 nm ArF干法光刻工艺推出45nm 153Mb SRAM，并准备2007年下半年量产。
而后者的支持者则是IBM、TI、台积电、AMD和比利时IMEC微电子中心等。
2 193nm浸液式光刻技术浸液式光刻通过高折射率的液体充入透镜底部和片子之间的空间使光学系统的数值孔径得以显著的增大。
在193nm曝光系统中，水（折射率为1.44）被选作最佳的浸入液体。
从而使193mn分辨率R=k1λ/N A达到k1·193/1.44=132mn。
193 nm ArF浸没式光刻技术PK EUV光刻技术
193 nm ArF浸没式光刻技术PK EUV光刻技术
翁寿松
【期刊名称】《电子工业专用设备》
【年(卷),期】2007(36)4
【摘要】2006年11月英特尔决定采用193 nm ArF浸没式光刻技术研发32 nm 工艺.2007年2月IBM决定在22 nm节点上抛弃EUV光刻技术,采用193 nm ArF浸没式光刻技术.对于32 nm/22nm工艺,193 nm ArF浸没式光刻技术优于EUV光刻技术,并将成为主流光刻技术.
【总页数】2页(P17-18)
【作者】翁寿松
【作者单位】无锡市罗特电子有限公司,江苏,无锡,214001
【正文语种】中文
【中图分类】TN305.7
【相关文献】
1.193nm浸没式光刻技术发展现状及今后难点 [J], 《电子工业专用设备》编辑部
2.193 nm浸液式光刻技术现状 [J], 孔德生;童志义
3.光刻专家评选浸没式和EUV光刻技术 [J], Aaron Hand
4.落水山鸡变凤凰——193nm浸没式光刻技术之回顾与展望 [J], 汪辉
5.下一代光刻技术突破传统的光刻技术障碍：EUV蚀刻技术使最小线宽达30nm [J],
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193nm浸液式光刻技术现状
为特 殊 的分 辨 率增 强 技 术 且 在 应 用 范 围 中 有 一 定 的 限制 。它 的技术 路 线 则 主要 是 基 于折 射 率 （） 凡 的 增 大 来 实 现 光 学 系 统 分 辨 率 的 提 高 。 由于 镜 头 的 Ｎ Ａ＝ｎｉＯ （ 离 子 水 作 为 浸 液 液 体 时 ， ＝１４ ， ｓ ，去 ｎ ｎ ．４ ｓ ０ ． ） 液 式光 刻 的效 应 是双 重 的 ： ｉ ：０９ 浸 ｎ ０
因子逐 步 降低 ， 已迎 来 了 ６ ｍ 半 导 体制 造 量 现 ５ ｎ 产 时代 。在 ４ ｍ 器 件 的 生产 中 ， 选 择 的光 刻 方 ５Ｉ １ 可
收 稿 日期 ：０ ６ ０ ５ ２ ０ ．６ １
作 者 简 介 ：Ｌ 生 （９６） 男 ， 东 曲阜 人 ， 孑德 １６ ．， 山 高级 工 程 师 ， 主 要 从 事 半 导 体 设 备研 制 及 管 理 工 作 。 现
Ｅｘ ｓ ｒ ｐｏ ｕ ｅ
１ 引 言
３ ０多年 来 ，作 为 集 成 电路 制 造 主 流 曝 光 技 术 的光 学投 影 光刻 技 术 ， 终 以摩 尔 定 律 的不 断 向前 始
法 有 ． 为 ０３ ］ ｝ 。 ．０的 大 数 值 孔 径 Ａｒ 法 光 刻 和 ． Ｆ干 为 ０３ ．５的大 数值 孔 径 Ｆ浸液 式 光刻 。前 者 的 技
维普资讯
趋 势与展 望 ・
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电 子 工 业 专 用 设 备
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（）它 允 许拥 有 更 高 Ｍ 甚 至大 于 １ １ ． ０的镜 头 设计， 因此 使 得分 辨 率得 到 改进 。
（）对 于给 定 的 Ｍ ， ２ 它提 高 了焦 深 （ Ｏ ） Ｄ Ｆ。
[5]ArF准分子激光光刻的研究现状 Reference
![[5]ArF准分子激光光刻的研究现状 Reference](https://img.taocdn.com/s3/m/c2e61581e53a580216fcfef9.png)
ArF 准分子激光光刻的研究现状宋登元(河北大学电子工程学院,保定,071002)摘要:193nm ArF 准分子激光光刻是21世纪提高超大规模集成电路(VL SI )集成度的一项关键技术,已成为高技术领域的研究热点。
作者从193nm 激光光刻的光学系统设计、光学材料、光源、光致抗蚀剂及器件应用等方面综述了深紫外激光光学光刻技术的近期发展及应用。
关键词:光刻 准分子激光 VL SIR esearch status of deep ultraviolet lithographywith 193nm excimer 2laserSong Dengyuan(College of Electronics Engineering ,Hebei University ,Baoding ,071002)Abstract :The optical lithography using the 193nm excimer 2laser is a key technique for decreasingfeature size of very large scale integration (VL SI )at the beginning of the next century and has become one of the challenge topics in the high 2tech research areas.The optical system design ,optics materials ,excimer 2laser source ,resists for 193nm and its a pplication in fabrication of CMOS devices are described in this paper.K ey w ords :lithography excimer laser VL SI引 言超大规模集成电路(VL SI )是现代一切高技术领域发展的基础。
193nm光刻投影物镜的研究
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Ｋｅ ｏｄ ： ｉ ｏ ｒｐ ｉ ｐｏｅｔ ｎｌｎ ； ｉ ｏ ｒｐ ｉ ｔｏｓ ｉ ｏ ｒｐ ｙｔｃ ｎ ｌｇ ｙｗ ｒｓ ｌ ｈ ｇａ ｈｃ ｒｊｃｉ ｓ ｌ ｈ ｇａ ｈｃ ｏ ｌ；ｌ ｈ ｇ ａ ｈ ｅｈ ｏｏ ｙ ｔ ｏ ｅ ｔ ｔ
引 言
光刻 工艺通 过 曝光 的方 法将掩模 板上 的 图形 转移 到涂 覆 于硅 片表 面 的光刻 胶上 ， 通过 显影 、 蚀 、 再 刻 离 子注入 等工艺将 图形 转移 到硅片上 ｌ 。光 刻工艺 直接 决定 了集 成 电路 的特 征尺 寸 ， 超 大规 模集 成 电 １ ］ 是 路 制造 的关键工艺 。作 为光 刻工艺 中最重要 设备 ， 光刻 机先 后 经历 了从 接触 式光 刻机 、 近式 光刻 机 、 接 全
光刻与微纳制造技术的研究现状及展望
光刻与微纳制造技术的研究现状及展望一、本文概述随着科技的飞速发展，光刻与微纳制造技术已成为现代工业生产、科学研究以及高新技术领域中的关键技术。
这些技术为微电子、纳米材料、生物医学、光子学等多个领域的发展提供了强大的推动力。
本文旨在探讨光刻与微纳制造技术的当前研究现状，以及未来的发展趋势和挑战。
我们将对光刻技术的基本原理和应用领域进行简要介绍，并概述其在微电子产业中的重要地位。
接着，我们将重点分析微纳制造技术的现状，包括其在纳米材料制备、生物医学应用以及光子学器件制造等方面的应用。
我们还将讨论当前光刻与微纳制造技术面临的挑战，如精度提升、成本控制、技术整合等。
我们将展望未来的发展方向，探讨新技术、新材料和新工艺在光刻与微纳制造领域的应用前景，以期为推动相关领域的技术进步提供参考。
二、光刻技术的研究现状光刻技术作为微纳制造技术中的核心环节，其研究现状直接决定了微纳制造领域的发展速度和质量。
当前，光刻技术的研究主要集中在提高分辨率、增加产能和降低成本等方面。
在提高分辨率方面，随着纳米科技的飞速发展，传统的光刻技术已难以满足日益精细的制造需求。
因此，研究者们不断探索新型光刻技术，如极紫外（EUV）光刻、纳米压印光刻等。
EUV光刻技术利用极紫外波段的光源，能够实现小于10纳米的分辨率，为微纳制造领域带来了巨大的突破。
而纳米压印光刻则通过物理压印的方式，在纳米尺度上复制高精度图案，其分辨率可达几纳米。
在增加产能方面，研究者们通过优化光刻工艺、提高光刻设备的稳定性和可靠性，实现了光刻流程的自动化和智能化。
这不仅提高了光刻效率，还降低了人为操作误差，从而提升了微纳制造的整体产能。
在降低成本方面，研究者们致力于研发低成本、高性能的光刻材料和设备。
例如，通过改进光刻胶的性能，降低光刻胶的使用量，或者开发新型光源和光学元件，提高光刻设备的能效比，都是降低成本的有效途径。
光刻技术的研究现状呈现出多元化、精细化和高效化的趋势。
193nm干法光刻胶
193nm干法光刻胶
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目录
1.193nm 干法光刻胶的简介
2.193nm 干法光刻胶的特性
3.193nm 干法光刻胶的应用领域
4.193nm 干法光刻胶的发展前景
正文
1.193nm 干法光刻胶的简介
193nm 干法光刻胶是一种半导体材料，主要用于微电子制造过程中的光刻技术。
它的名称来源于其使用的光波长，即 193 纳米。
这种光刻胶具有优良的光刻性能，可以实现高分辨率的光刻图案，因此在半导体制造领域具有广泛的应用。
2.193nm 干法光刻胶的特性
193nm 干法光刻胶具有以下特性：首先，它具有较高的分辨率，可以实现最小线宽为 100 纳米的光刻图案。
其次，它具有良好的曝光灵敏度，可以在较短的曝光时间内形成清晰的光刻图案。
此外，193nm 干法光刻胶还具有较好的抗蚀刻性能，可以保护光刻图案在蚀刻过程中不受破坏。
3.193nm 干法光刻胶的应用领域
193nm 干法光刻胶主要应用于半导体制造领域，尤其是微电子制造过程中的光刻技术。
它主要用于制造 CPU、GPU 等高性能芯片，以及 3D NAND 闪存等先进存储器。
此外，193nm 干法光刻胶还在平板显示器、光学器件等领域有一定的应用。
4.193nm 干法光刻胶的发展前景
随着半导体技术的不断发展，对光刻胶的分辨率和性能要求越来越高。
193nm 干法光刻胶在未来仍将保持其重要地位，并可能向更高分辨率的光刻胶发展，如 13.5nm 光刻胶等。
新型光刻技术的现状与进展
sential manufact ure craft in chip manufact ure is facing increasingly difficult p roblems. The 193 nm immersio n lit hogra2
p hy technology , t he 157 nm EUV lit hograp hy , t he EPL lit hograp hy and nanolit hograp hy are t he key to solue t hese questions. It’s pointed o ut t hat nanolit hograp hy has t he obvio us merit s of high efficiency , low lo st and simple p rocess ,
Abstract Greater size , t hinner line widt h , higher accuracy , higher efficiency and lower co st become t he tend2
ency of IC p roduct develop ment . Alo ng wit h integration rate enhancement , t he p hotoetching technology of t he mo st es2
5 纳米压印光刻技术
纳米压印 技术 是美国 普林 斯顿 大 学 华 裔 科学 家 周 郁 在 1995 年首先提出的[8] 。这项技术具有生产效率高 、成本低 、工 艺过程简单等优点 ,已被证实是纳米尺寸大面积结构复制最具 发展前途的下一代光刻技术之一 。目前该技术能实现分辨率达 5 nm 以下的水平[9] 。纳米压印技术主要包括热压印 ( H EL ) 、紫 外压印 (UV2N IL ) 以及微接触印刷 (μCP) 。纳米压印技术是加 工聚合物结构最常用的方法[10～12] ,它采用高分辨率电子束等方 法将结构复杂的纳米结构图案制在印章上 ,然后用预先图案化 的印章使聚合物材料变形而在聚合物上形成结构图案 ,其压印 过程如图 2 所示 。
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第1卷 第1期2008年12月 中国光学与应用光学C h i n e s e J o u r n a l o f O p t i c s a n dA p p l i e d O p t i c s V o l .1 N o .1 D e c .2008 收稿日期:2008-04-20;修订日期:2008-07-14. 基金项目:“十一五”国家02专题资助项目.文章编号 1674-2915(2008)01-0025-11193n m 光刻曝光系统的现状及发展巩 岩,张 巍(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室,吉林长春130033)摘要:投影曝光工艺是集成电路制造过程中的关键环节,曝光系统的工艺水平已成为衡量微电子制造技术的重要标志。
重点介绍了目前193n m 光刻设备曝光系统的发展现状和趋势,以及为提高曝光质量所采用的相关分辨率增强技术;通过分析曝光系统的构成和其中的关键技术,探讨了国内研制相关曝光设备所面临的挑战。
关 键 词:投影光刻;曝光系统;分辨率增强;照明;投影物镜;综述中图分类号:T N 305.7 文献标识码:AP r e s e n t s t a t u s a n dp r o g r e s s i n 193n m e x p o s u r es y s t e m i n l i t h o g r a p h yG O N GY a n ,Z H A N GW e i(S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f A p p l i e d O p t i c s ,C h a n g c h u n I n s t i t u t e o f O p t i c s ,F i n e M e c h a n i c s a n d P h y s i c s ,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s ,C h a n g c h u n 130033,C h i n a )A b s t r a c t :L i t h o g r a p h i c e x p o s u r e i s t h e k e y p r o c e s s i n t h e m a n u f a c t u r e o f i n t e g r a t e d c i r c u i t ,a n d t h e p e r f o r m -a n c e o f e x p o s u r e s y s t e md e c i d e s t h e l e v e l o f m i c r o e l e c t r o n i c m a n u f a c t u r e t e c h n o l o g y .I n t h i s p a p e r ,t h e p r e s -e n t s t a t u s a n dp r o g r e s s i n 193n m e x p o s u r es y s t e m a r e d e s c r i b e d .T h er e s o l u t i o ne n h a n c e m e n t t e c h n o l o g i e s w i d e l y u s e d i n 193n m l i t h o g r a p h y ,s u c h a s o f f -a x i s i l l u m i n a t i o n ,p h a s e s h i f t i n g m a s k a n d o p t i c a l p r o x i m i t y c o r r e c t i o n ,a r e a l s o i n t r o d u c e d .B y s h o w i n g t h e c o m p o s i t i o n a n d k e y t e c h n o l o g i e s o f t h e e x p o s u r e s y s t e m ,t h e c h a l l e n g e s i n d e v e l o p m e n t o f l i t h o g r a p h y i n s t r u m e n t a r e d i s c u s s e d .K e y w o r d s :p r o j e c t i o n l i t h o g r a p h y ;e x p o s u r e s y s t e m ;r e s o l u t i o n e n h a n c e m e n t t e c h n o l o g y ;i l l u m i n a t i o n ;p r o j e c -t i o n l e n s ;r e v i e w1 引 言 作为微电子技术的标志,集成电路(I n t e g r a t e d C i r c u i t ,I C )的发展日新月异。
自70年代I C 诞生至今,短短几十年,经历了从小规模到超大规模和特大规模集成电路的发展阶段[1],其进步得益于微电子技术和微细加工技术的迅速发展。
投影曝光光刻系统是目前微电子领域的主流设备,其曝光工艺是I C 制造过程中最为重要的工艺步骤之一。
它的主要作用是将掩模板上的图形精确复制到硅片上,为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。
该工艺成本约为整个硅片制造成本的1/3,耗费时间约占整个硅片工艺时间的40%～60%。
1979年美国G C A公司推出了第一台分步重复投影曝光机,被视为曝光技术的里程碑。
1991年美国S V G公司又推出了步进扫描曝光机,它集分步投影曝光机的高分辨率和扫描投影曝光机的大视场、高效率于一身,适合特征宽度<0.25μm 线条的大规模生产。
由于光学曝光技术不断创新,步进扫描投影曝光技术不断突破人们预期的光学曝光极限,使之成为当前曝光机采用的主流技术[2,3]。
根据瑞利衍射定理R=k1λ/N A,其中R代表分辨率,k1代表工艺因子,λ代表工作波长,N A代表光学系统数值孔径。
为了提高分辨率,光学曝光系统的波长λ不断缩小,从436n m、365n m的近紫外(N U V)进入到248n m、193n m的深紫外(D U V)。
全球生产光学光刻机的3大巨头A S M L、N i k o n和C a n o n公司均在2003年以前推出了商业化的193n mA r F步进扫描曝光机,如2001年,A S M L推出的P A S5500/900型,N A为0.45～0.60,分辨率为150～130n m;N i k o n公司的N S R-S203A型,N A为0.68,分辨率为150n m;C a n o n 公司的F P A-5000A S1型,N A为0.60,分辨率为130n m。
另外,A S M L和C a n o n于2002年分别推出的P A S5500/1100型和F P A-5000A S3型,N A均为0.75,分辨率分别可达到90～75n m和100 n m。
目前,193n mA r F步进扫描光刻机已成为90 n m节点的主流设备。
在此基础上,通过浸液技术的引入,193n m步进扫描光刻机已被进一步延伸至更高的节点目标。
国际半导体协会(I T R S)在2003版的《国际半导体技术路线图》[4]中,增加了一个提高光刻分辨率的可能解决方案—浸液式光刻(I m m e r s i o n l i t h o g r a p h y)。
2004年12月,《国际半导体技术路线图》编委会又对《国际半导体技术路线图》进行了修订,把193n m光刻(非浸液式)扩展到90n m节点,并且撤消了离子投影光刻和近接X射线光刻。
而在2005年的蓝图中,浸液式光刻继续着其既有的发展态势,成为2007年达到65n m、2010年达到45n m、2013年达到32 n m和2016年达到22n m节点的关键技术。
193n m光刻机包括高性能准分子激光器、高精度工件台、双波长干涉仪和大数值孔径曝光系统等几个重要组成部分,其关键部件设计和制造涉及到应用光学、精密机械及控制、精密环控等诸多领域的技术和工艺。
本文重点介绍193n m光刻技术中的关键之一—曝光系统的发展现状,以及与曝光系统相关的光刻分辨率的提高技术;通过分析曝光系统的构成和其关键技术,探讨国内研制相关曝光设备所面临的挑战。
2 193n m光刻现状及浸液式光刻技术 2002年以前,业界普遍认为193n m光刻无法延伸到65n m节点,但浸液式光刻技术的发展为其带来了转机。
通过曝光波长的不断减小和数值孔径的不断增大,以及各种分辨率增强技术的不断探索,将工艺因子k1逐步降低,现已迎来了65n m半导体制造量产时代。
在45n m器件的生产中,可选择的光刻方法有k1为0.3的大数值孔径A r F干法光刻和k1为0.35的大数值孔径A r F 浸液式光刻。
所谓浸液式光刻是指在曝光镜头和硅片之间充满水(或其它液体)代替空气,通过介质折射率的增大提高投影物镜的数值孔径,从而提高曝光系统的分辨率,同时浸液能够增大系统焦深,有利于改善光刻曝光系统的工艺窗口。
目前,人们已经成功利用相移掩模等分辨率增强技术(R e s o l u-t i o nE n h a n c e m e n t T e c h n o l o g y,R E T)将193n m干法光刻延伸至65n m节点。
随着193n m浸液式光刻技术的进步,预计在2009年193n m浸液式光刻技术将在45n m节点实现大规模量产。
如果采用折射率为1.56的浸入液,结合P a c k-a n d-c o v-e r等先进的分辨率增强技术,极可能将193n m浸液式光刻延伸至32n m节点;更进一步,如果找到折射率>1.6的浸入液,再配合把掩模图形拆成两个来降低密度的p i t c h-s p l i t t i n g等先进工艺方法,193n m浸液式继续延伸至22n m节点也是有可能的[5,6]。
国际上,A S M L、N i k o n和C a n o n等主要光刻设26 中国光学与应用光学 第1卷 备制造厂商从2004年起就提供193n m浸液式光刻机供各大芯片制造商使用。
至今,已开发出多种型号的193n m浸液式光刻机。
特别是对于N A >1.0的第二代浸液式光刻机,研发速度也相当迅速。