集成电路制造工艺技术现状与发展趋势

Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ（ Ｉ Ｃｓ ）Ｍ ａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ
ＺＨＯ Ｕ Ｚｈｅ ， ＦＵ Ｂｉ ｎｇ ｌ ｅ ｉ ， Ｗ ＡＮ Ｇ Ｄｏ ｎｇ 一， ＹＡＮ Ｘｉ ｕ ｗｅ ｎ ， ＧＡ Ｏ Ｄｅ ｐｉ ｎ ｇ ， Ｗ Ａ Ｎ Ｇ Ｚｈ ｉ ｙ ｕ ｅ
电子 信 息产 业 的 核心 与 基础 ， 是 一个 国家 经 济 发展、 科 技 发展 和 国防实 力 的重要 标 志 。 由于 在 计 算机 、 移 动 通信 、 消 费 电子 、 半 导 体 照 明、 汽 车 电子 等 国 民经 济 各个 领 域 的 广泛 应 用 ， 集 成 电路产 业 已 经 成 为信 息产 业 的基 石 。 白 １ ９ ５ ８年 第 一块 集 成 电 路 问世 以来 ， 集 成 电路产 业 已经 过 ５ ０多年 的发 展 ， 产 业 技 术不 断 进 步 ， 分 工越 来 越 细致 。集 成 电路 制 造 环 节仍 然 遵循 着 摩 尔定 律 （ 集 成 电路 芯 片 上 所 集
２ ． 中 国 电子 科 技 集 团公 司 第 四十 八 所 ， 湖南 长 沙 ４ １ ０ １ １ １ ）
摘 要 ： 对 当前 集成 电路 制 造 工 艺 的 主要 挑 战 、 研 究 现 状 进 行 了综 述 ， 并 对 其 发展 趋 势 进 行 了
展 望。
关键词 ： 集 成 电路 ； 摩 尔定 律 ； 特征尺寸； 制造工艺
（ １ ． Ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ７ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ
２ ． Ｔ ｈ ｅ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ Ｅ Ｔ Ｃ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ １ １ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１ 集 成 电路 前 道 制 造 工 艺 技 术
集 成 电路 前 道 工 艺 是 指 从 原 始 晶 片 开 始 至 中 测 封 装 之 前 的所 有 工 序 过 程 ， 即集 成 电路 上 晶 体
满足 ０ ． ８ ０ ～０ ． ２ ５ Ｉ ｘ ｍ 的光刻 要求 ， ２ ４ ８ ｎ ｎ ｌ的 Ｋｒ Ｆ 准分 子激光光源 可满足 Ｏ ． ５ ０ ～０ ． １ ３ ｍ 的光 刻 要
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ — ０ ５ — ０ ８
成 的 电子 元 件 的数 目，每 隔 １ ８个 月 就 翻 １倍 ） 快 速 向前 发 展 ，延 续 摩 尔 定 律 的先 导 技 术 研 究 依 然 是 全 球 热 点 。 目前 世 界 集 成 电 路 产 业 ２ ８ ～１ ４ ｎ ｌ Ｔ ｌ 工 艺 节 点 已趋 于 成 熟 ，１ ０ ａ ｍ 工 艺 节 点 刚 刚 进 入 量产 ， ７ ａ ｍ 及 其 更 小 节 点 正 在 处 于 研 发 阶 段 。在 集 成 电路 特 征 尺 寸 不 断减 小 的过 程 中 ， 微纳加工 、 电路 互 联 、 器 件 特 性等 方 面 都 面 临 巨大 的挑 战 。 本 文 综 述 了 当前 集 成 电路 制 造 工 艺 技 术 的 主
中 图分 类号 ： Ｔ Ｎ ４ ０ ５
Fra Baidu bibliotek
文献 标 识码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ４ － ４ ５ ０ ７ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ４ — ０ ６
Ｃｕｒ ｒ ｅ ｎｔ Ｓ ｉ ｔ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎｔ Ｔｅ ｎ ｄｅ ｎｃ ｙ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈｅ
求， １ ９ ３ ｎ ｍ 的 Ａｒ Ｆ准 分 子 激 光 光 源 可 以 应 用 于
０ ． １ ３ ～１ ０ ． ０ ０ ｎ ｍ 线 宽 的曝 光 。 由于 Ｅ ｕ Ｖ 等 更 短 波 长 光 刻 机 研 发 难 度 巨大 ，传 统 干 法 光 刻 技 术 在 向
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈｅ ｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｎ ｅ ｃ ｋ ａ ｎｄ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎｔ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｉ ｕａ ｔ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｆ Ｉ Ｃ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｍ ｍａ ｉｚ ｒ ｅ ｄ． Ｔｈｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ａ ｌ ｓ ｏ ｇ ｉ ｖ ｅ ｓ ａ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕｔ ｕｒ ｅ Ｉ Ｃ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍｅ ｎｔ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｉ Ｃｓ ； Ｍ ｏｏ ｒ ｅ ｌ ａ ｗ； Ｆ ｅ ａ ｕｒ ｔ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ； Ｍａ ｎ ｕｆ ａ ｃ ｕｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ
鼍
电 子 工 业 毫 用 设 备
半导体 制造工艺与设备
要 挑 战和 研 究现 状 ， 并 对 其 发 展 方 向进 行 了展 望 。
分辨率为 １ Ｉ ｚ ｍ。 ４ ３ ６ ｎ ｍ ｇ线光 源 可 以满 足 最 低 至
０ ． ５ Ｉ ｘ ｍ 的光 刻 要 求 。之 后 ３ ６ ５ ｎ ｍ的ｉ 线 光 源 可
半 导 体 制造 工 艺 与 设 备
电 子 工 业 毫 用 设 备
１ Ｄ
集成 电路 制 造工 艺技 术现 状 与发展 趋 势
周哲１ ， 付 丙磊 ， 王栋 ， 颜 秀文 ， 高德平 ， 王志越
（ １ ． 中 电科 电子 装 备 集 团有 限公 司 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ０ ；