光刻機是怎麼雕刻出遠遠小於自己波長的線寬的?

2020-12-06 電子工程世界網

線寬（linewidth)是光學專有名詞，

 

波長λ=193nm 那線寬指的就是Δλ一般是幾個到幾十個波數（記不清了），

 

我知道題目的意思是，193nm 這麼寬，怎麼能刻出 45nm 的寬度呢，

 

他說的是解析度，其他答主講了很多，我簡單看公式：

 

 

R，解析度，就是你常看見的 180nm、130nm、90nm、65nm、45nm 之類，

 

λ，光刻雷射的波長，已經從 436nm、365nm、248nm 到了現在最常用的 193nm，

 

n，為介質折射率，空氣約 1，水約 1.44，

 

NA，為數值孔徑，和鏡子大小，以及距離有關，

 

k1，就當是個系統常數吧，把掩膜那些技術都算在這個裡面，

 

從公式算，當然就是 k1 越小、λ越小、n 越大、NA 越大，越能獲得小的 R 了，

 

現在的情況就是λ=193nm 的時候，R 可以做到 45nm，現在好像 22nm 都出來了？不確定，

 

其他都好理解，就是那個 k1 裡面的各種技術很難，去看別的答主吧，有詳細科普。

 

我不想講掩膜的技術，因為我覺得講不清楚，大概先給幾個光刻相關的示意圖：

 

 

 

 

 

以上看不懂的直接略過，因為我也不想看。

 

我對掩膜技術不感興趣，但是我對這個光刻光源還是了解一些，

 

光刻光源的發展以前是這樣設想的，

 

 

但是戰局瞬息萬變，

 

很正常的想法是先從 193nm 準分子雷射（ArF 工作介質）發展到 157nm 準分子雷射（F2 工作介質），

 

根據長期的使用經驗，我是完全不看好的，157 簡直太辣雞，又嬌貴能量又低，完全沒有 193nm 皮實，這種真空紫外用起來很難受，實際上大家也都知道 157 很不皮實，可能真的沒人會看好過...

 

現在已經完全沒 157 什麼事情了，直接跨越了這個波長，

 

要麼自由電子雷射（FEL），要麼等離子體出 13.5nm，

 

自由電子雷射很早就有人考慮過了，至少 2006 年 Intel 就有說，

 

 

當然現在由於國家大力發展 FEL，這個概念肯定更熱，我不好說它不合適，畢竟 FEL 有它可調諧，波長可以非常短（X 射線都行，只要加錢產生更高能的電子）的優勢。

 

我認為比較爽的還是用等離子體產生 13.5nm 的光，

 

簡單來說，就是用二氧化碳雷射器，打到靶材（錫，Sn）上，

 

等離子體當然是接近白光光譜很寬了，正好有個材料可以反射 13.5nm，

 

為啥是 13.5nm，也可以認為正好是這個反射的結果，

 

用圖簡單來說，就是這樣，Laer produced plasma（LPP）：

 

 

據我所知，應該已經做到 500W 了，

 

光源，始終是限制解析度最直觀的因素，

 

只有實在找不到更低的時候，才會去想辦法弄各種掩膜，

 

以至於現在掩膜技術都精進到我很難簡單科普出來了...

 

如果 13.5nm 普及，那真實碾壓了，

 

對了，國內現在各種想彎道超車幹過 ASML，Good luck. 

關鍵字：光刻機  線寬  ASML 編輯：muyan 引用地址：http://news.eeworld.com.cn/manufacture/ic483217.html

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