人類(lèi)社會(huì)對(duì)于“刻”、“做標(biāo)記”并不陌生。作為文明的標(biāo)志，遠(yuǎn)古的人們?cè)诙囱ㄖ锌坛隽松膱D騰。作為現(xiàn)代科學(xué)的象征，今天的人們?cè)诎雽?dǎo)體晶片上刻出電路的結(jié)構(gòu)。遠(yuǎn)古的人們用的是木頭，石頭，今天人們更加聰明，需要刻在更加微小的尺度上，人們用的是電和光。同樣是一個(gè)刻，刻在半導(dǎo)體上就成了電路。
當(dāng)然實(shí)際上沒(méi)有理論分析地這么簡(jiǎn)單。光刻只是在半導(dǎo)體上刻出晶體管器件的結(jié)構(gòu)，以及晶體管之間連接的通路。要真正地實(shí)現(xiàn)電路，則還需要攙雜，沉積，封裝等系列芯片工藝手段。但光刻是第一步，整個(gè)芯片工藝所能達(dá)到的最小尺寸是由光刻工藝決定的。
自從1947年第一個(gè)晶體管發(fā)明以來(lái)，科學(xué)技術(shù)一直在迅猛發(fā)展，為更高級(jí)、更強(qiáng)大、成本效益和能效更高的產(chǎn)品發(fā)明鋪平了道路。盡管進(jìn)步巨大，但是晶體管發(fā)熱和電流泄露問(wèn)題始終是制造更小的晶體管、讓摩爾定律持久發(fā)揮效力的關(guān)鍵障礙。毫無(wú)疑問(wèn)，過(guò)去40年一直用來(lái)制造晶體管的某些材料需要進(jìn)行替代。
從第一個(gè)晶體管問(wèn)世算起，半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展已有多半個(gè)世紀(jì)了，現(xiàn)在它仍保持著強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)，繼續(xù)遵循Moore定律即芯片集成度18個(gè)月翻一番，每三年器件尺寸縮小0.7倍的速度發(fā)展。大尺寸、細(xì)線寬、高精度、高效率、低成本的IC生產(chǎn)，正在對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備帶來(lái)前所未有的挑戰(zhàn)。
集成電路在制造過(guò)程中經(jīng)歷了材料制備、掩膜、光刻、清洗、刻蝕、滲雜、化學(xué)機(jī)械拋光等多個(gè)工序，其中尤以光刻工藝最為關(guān)鍵，決定著制造工藝的先進(jìn)程度。隨著集成電路由微米級(jí)向鈉米級(jí)發(fā)展，光刻采用的光波波長(zhǎng)也從近紫外（NUV）區(qū)間的436nm、365nm波長(zhǎng)進(jìn)入到深紫外（DUV）區(qū)間的248nm、193nm波長(zhǎng)。目前大部分芯片制造工藝采用了248nm和193nm光刻技術(shù)。目前對(duì)于13.5nm波長(zhǎng)的EUV極端遠(yuǎn)紫外光刻技術(shù)研究也在提速前進(jìn)。
1997年，IBM公司開(kāi)發(fā)出芯片銅互聯(lián)技術(shù)
隨著芯片集成度的提高，對(duì)光刻技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。在上世紀(jì)80年代，普遍認(rèn)為光學(xué)光刻技術(shù)所能達(dá)到的極限分辨率為0.5，但是隨著一些新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，包括光源、成像透鏡、光致抗蝕劑、分步掃描技術(shù)以及光刻分辨率增強(qiáng)技術(shù)（RET）的發(fā)展，使其光刻極限已推進(jìn)到目前的0.1以下。盡管有人對(duì)光學(xué)光刻的潛力充滿懷疑，但其仍以頑強(qiáng)的生命力，不斷突破所謂的極限分辨率，是目前所采用的主流光刻技術(shù)。
Intel提供的一整塊300mm晶圓與一個(gè)65nm工藝制造晶體管
光刻技術(shù)是集成電路的關(guān)鍵技術(shù)之一，它在整個(gè)產(chǎn)品制造中是重要的經(jīng)濟(jì)影響因子，光刻成本占據(jù)了整個(gè)制造成本的35％。光刻也是決定了集成電路按照摩爾定律發(fā)展的一個(gè)重要原因，如果沒(méi)有光刻技術(shù)的進(jìn)步，集成電路就不可能從微米進(jìn)入深亞微米再進(jìn)入納米時(shí)代。