光刻是平面型晶體管和集成電路生產(chǎn)中的一個(gè)主要工藝。是對(duì)半導(dǎo)體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進(jìn)行開孔，以便進(jìn)行雜質(zhì)的定域擴(kuò)散的一種加工技術(shù)。光刻技術(shù)是指在光照作用下，借助光致抗蝕劑（又名光刻膠）將掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到基片上的技術(shù)。其主要過程為：首先紫外光通過掩膜版照射到附有一層光刻膠薄膜的基片表面，引起曝光區(qū)域的光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；再通過顯影技術(shù)溶解去除曝光區(qū)域或未曝光區(qū)域的光刻膠（前者稱正性光刻膠，后者稱負(fù)性光刻膠），使掩膜版上的圖形被復(fù)制到光刻膠薄膜上；最后利用刻蝕技術(shù)將圖形轉(zhuǎn)移到基片上。

兩種工藝

常規(guī)光刻技術(shù)是采用波長(zhǎng)為2000～4500埃的紫外光作為圖像信息載體，以光致抗蝕劑為中間（圖像記錄）媒介實(shí)現(xiàn)圖形的變換、轉(zhuǎn)移和處理，最終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質(zhì)層上的一種工藝。在廣義上，它包括光復(fù)印和刻蝕工藝兩個(gè)主要方面。

①光復(fù)印工藝：經(jīng)曝光系統(tǒng)將預(yù)制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置，精確傳遞到預(yù)涂在晶片表面或介質(zhì)層上的光致抗蝕劑薄層上。

②刻蝕工藝：利用化學(xué)或物理方法，將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質(zhì)層除去，從而在晶片表面或介質(zhì)層上獲得與抗蝕劑薄層圖形完全一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的，因而光刻工藝總是多次反復(fù)進(jìn)行。

基本步驟

1.氣相成底模

2.旋轉(zhuǎn)烘膠

3.軟烘

4.對(duì)準(zhǔn)和曝光

5.曝光后烘焙（PEB）

6.顯影

7.堅(jiān)膜烘焙

8.顯影檢查

準(zhǔn)分子光刻技術(shù)

準(zhǔn)分子光刻技術(shù)作為當(dāng)前主流的光刻技術(shù)，主要包括：特征尺寸為0．1μm的248nmKrF準(zhǔn)分子激光技術(shù)；特征尺寸為90nm的193nmArF準(zhǔn)分子激光技術(shù)；特征尺寸為65nm的193nmArF浸沒式技術(shù)（Immersion，193i）。其中193nm浸沒式光刻技術(shù)是所有光刻技術(shù)中最為長(zhǎng)壽且最富有競(jìng)爭(zhēng)力的，也是如何進(jìn)一步發(fā)揮其潛力的研究熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)光刻技術(shù)光刻膠與曝光鏡頭之間的介質(zhì)是空氣，而浸沒式技術(shù)則是將空氣 換成液體介質(zhì)。實(shí)際上，由于液體介質(zhì)的折射率相比空氣介質(zhì)更接近曝光透鏡鏡片材料的折射率，等效地加大了透鏡口徑尺寸與數(shù)值孔徑（NA），同時(shí)可以顯 著提高焦深（DOF）和曝光工藝的寬容度（EL），浸沒式光刻技術(shù)正是利 用 這 個(gè)原理來提高其分辨率。

世界三大光刻機(jī)生產(chǎn)商ASML，Nikon和Cannon的第一代浸沒式光刻機(jī)樣機(jī)都 是在原有193nm干式光刻機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成，大大降低了研發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)榻]式光刻系統(tǒng)的原理清晰而且配合現(xiàn)有的光刻技術(shù)變動(dòng)不大，193nm　ArF準(zhǔn)分子激光光刻技術(shù)在65nm以下節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體量產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用；ArF浸沒式光刻技術(shù)在45nm節(jié)點(diǎn)上是大生產(chǎn)的主流技術(shù)。

為把193i技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)到32和22nm的技術(shù)節(jié)點(diǎn)上，光刻專家一直在尋找新的技術(shù)，在沒有更好的新光刻技術(shù)出現(xiàn)前，兩次曝光技術(shù)（或者叫兩次成型技術(shù)，DPT）成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。ArF浸沒式兩次曝光技術(shù)已被業(yè)界認(rèn)為是32nm節(jié)點(diǎn)最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)；在更低的22nm節(jié)點(diǎn)甚至16nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)中，浸沒式光刻技術(shù)也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。

浸沒式光刻技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)主要有：如何解決曝光中產(chǎn)生的氣泡和污染等缺陷的問題；研發(fā)和水具有良好的兼容性且折射率大于1．8的光刻膠的問題；研發(fā)折射率較大的光學(xué)鏡頭材料和浸沒液體材料；以及有效數(shù)值孔徑NA值的拓展等問題。

針對(duì)這些難題挑戰(zhàn)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者以及ASML，Nikon和IBM等公司已 經(jīng) 做 了 相關(guān)研究并提出相應(yīng)的對(duì)策。浸沒式光刻機(jī)將朝著更高數(shù)值孔徑發(fā)展，以滿足更小光刻線寬的要求。

極紫外光刻技術(shù)

提高光刻技術(shù)分辨率的傳統(tǒng)方法是增大鏡頭的NA或縮短波長(zhǎng)，通常首先采用的 方法是縮短波長(zhǎng)。早在80年代，極紫外光刻技術(shù)就已經(jīng)開始理論的研究和初步的實(shí)驗(yàn)，該技術(shù)的光源是波長(zhǎng)為11～14nm的極端遠(yuǎn)紫外光，其原理主要是利用曝光光源極短的波長(zhǎng)達(dá)到提高光刻技術(shù)分辨率的目的。

由于所有的光學(xué)材料對(duì)該波長(zhǎng)的光有強(qiáng)烈的吸收，所以只能采取反射式的光路。EUV系統(tǒng)主要由四部分組成，即反射式投影曝光系統(tǒng)、反射式光刻掩模版、極紫外光源系統(tǒng)和能用于極紫外的光刻涂層。

其主要成像原理是光波波長(zhǎng)為10～14nm的極端遠(yuǎn)紫外光波經(jīng)過周期性多層膜反射鏡投射到反射式掩模版上，通過反射式掩模版反射出的極紫外光波再通過由多面反射鏡組成的縮小投影系統(tǒng)，將反射式掩模版上的集成電路幾何圖形投影成像到硅片表面的光刻膠中，形成集成電路制造所需要的光刻圖形。

目前EUV技術(shù)采用的曝光波長(zhǎng)為13.5nm，由于其具有如此短的波長(zhǎng)，所有光刻中不需要再使用光學(xué)鄰近效應(yīng)校正（OPC）技術(shù)，因而它可以把光刻技術(shù)擴(kuò)展到32nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)。

?

2009年9月Intel第一次向世人展示了22nm工藝晶圓，稱繼續(xù)使用193nm浸沒式光刻技術(shù)，并規(guī)劃與EUV及EBL曝光技術(shù)相配合，使193nm浸沒式光刻技術(shù)延伸到15和11nm工藝節(jié)點(diǎn)。

免責(zé)聲明：文章來源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系作者刪除。