●光波的特性與蝕刻
在了解幾種目前活躍的光刻技術(shù)之前,我們先來了解光波的特性。光波有多種頻率。頻率是指任意時間間隔內(nèi)(通常為一秒鐘)通過空間中某一點(diǎn)的波數(shù)。它的計(jì)量單位是周(波)/秒,或赫茲(Hz)??梢姽獾念l率稱為顏色,范圍是430萬億Hz(紅色)到750萬億Hz(紫羅蘭色)。當(dāng)然,頻率的總范圍超出可見光譜之外,從不足十億Hz的無線電波到超過30億Hz的伽馬射線。
如上文所述,光波是能量波。光波的能量大小與其頻率成一定比例:高頻光的能量較高,低頻光的能量較低。因此,伽馬射線的能量最高,無線電波的能量最低。在可見光中,紫光能量最大,而紅光能量最小。
上圖中,我們可以明確看到EUV極端遠(yuǎn)紫外光在光譜中的位置,這是一種波長極短的光刻技術(shù),其曝光波長大約為13.5nm。按照目前理論上認(rèn)為的波長與蝕刻精度關(guān)系,EUV技術(shù)能夠蝕刻出5nm以下工藝的晶體管。
隨著集成電路產(chǎn)品技術(shù)需求的提升,光刻技術(shù)也不斷地提高分辨率,以制作更微細(xì)的器件尺寸。全球光刻技術(shù)的進(jìn)程。傳統(tǒng)上提高光刻技術(shù)的分辨率無非是縮短曝光波長及增大鏡頭的數(shù)值孔徑NA,通常縮短波長是最有效的方法之一。
但是目前在縮短波長方面,各家光刻設(shè)備商都遇到的困境,或者說縮短波長已經(jīng)成為整個行業(yè)最大的挑戰(zhàn)。在各種活躍的光刻技術(shù)中,EUV技術(shù)擁有最短的曝光波長,但是目前推進(jìn)非常艱難,而193nm傳統(tǒng)光學(xué)光刻技術(shù)雖然老邁,但是加入了沉浸式技術(shù)配合之后,已經(jīng)能夠延伸到22nm左右工藝中。