【導讀】使用193nm光刻的半導體發(fā)展路線圖已經(jīng)走到盡頭，下一代將必定采用157nm光。TI公司前端處理部經(jīng)理Jim Blatchford剛剛完成一種前沿157nm光刻系統(tǒng)的談判，但他對這種尚未驗證的技術仍然有點擔心，因此他想去負責157nm光刻的照片光學儀器工程師協(xié)會(SPIE)會務組跑一趟。然而當他到達時，他驚訝地發(fā)現(xiàn)房間內幾乎空無一人。外面下著傾盆大雨，由于沒有通常嘈雜的人聲掩蓋，這使得他感到非常孤

摘要：  使用193nm光刻的半導體發(fā)展路線圖已經(jīng)走到盡頭，下一代將必定采用157nm光。TI公司前端處理部經(jīng)理Jim Blatchford剛剛完成一種前沿157nm光刻系統(tǒng)的談判，但他對這種尚未驗證的技術仍然有點擔心，因此他想去負責157nm光刻的照片光學儀器工程師協(xié)會(SPIE)會務組跑一趟。然而當他到達時，他驚訝地發(fā)現(xiàn)房間內幾乎空無一人。外面下著傾盆大雨，由于沒有通常嘈雜的人聲掩蓋，這使得他感到非常孤獨無助。157nm估計出什么問題了。

關鍵字：  光刻，  半導體，  儀器

使用193nm光刻的半導體發(fā)展路線圖已經(jīng)走到盡頭，下一代將必定采用157nm光。TI公司前端處理部經(jīng)理Jim Blatchford剛剛完成一種前沿157nm光刻系統(tǒng)的談判，但他對這種尚未驗證的技術仍然有點擔心，因此他想去負責157nm光刻的照片光學儀器工程師協(xié)會(SPIE)會務組跑一趟。然而當他到達時，他驚訝地發(fā)現(xiàn)房間內幾乎空無一人。外面下著傾盆大雨，由于沒有通常嘈雜的人聲掩蓋，這使得他感到非常孤獨無助。157nm估計出什么問題了。

“我記得很清楚。我們剛剛結束關于我們的157nm工具的談判，但當我走進SPIE 2004的157nm會務組時，房間內幾乎空無一人。雨點拍打在房頂?shù)穆曇袅钊朔浅２话病Ｎ伊ⅠR知道肯定出了什么差錯。”Blatchford表示。

當Baltchford發(fā)現(xiàn)與會者都擁擠進針對193nm的沉浸式光刻會務組時，謎團終于解開了。演講者在那里宣稱工程師不需要冒著采用157nm可能面臨的風險，他們所要做的是將最靠近晶圓的縮小透鏡沉浸到水中，進而實現(xiàn)將特征尺寸縮小相當于折射率(1.44)的倍數(shù)。當使用更高折射率的液體時，應該還可以使193nm光刻得到進一步延伸。

“最令我感到驚訝的是每個人采納沉浸式光刻的速度有多快。一旦它被確定為一種可行的技術，所有人都會立即采納?！盉latchford指出。

沉浸式光刻的普及速度之所以這么快，是因為它基于經(jīng)過驗證的沉浸顯微鏡原理，這可以追溯到17世紀00年代英國自然哲學家Robert Hooke的預言。在19世紀00年代，這個原理得到了意大利天文學家和顯微鏡專家Giovanni Battista Amici的成功演示。到20世紀00年代則發(fā)展成為完善的顯微學科。

這個原理是，光線在液體介質表面會發(fā)生彎曲——就像在一杯水中呈現(xiàn)彎曲的筷子一樣——這樣當顯微鏡圖像通過沉浸的透鏡時就會出現(xiàn)放大效應。同樣，當光線向下穿過沉浸在液體中的光刻縮小透鏡時，它可以將圖像縮小折射率大小的倍數(shù)。

今天我們知道，整合沉浸式光刻與多圖案分割——將一個掩膜分成多個單獨進行曝光的部分——標準193nm光刻的分辨率可以擴展到32nm工藝節(jié)點。利用更加復雜的圖案分割和更高折射率的液體，193nm光刻還可以進一步擴展下去。

“Intel公司已經(jīng)利用三圖案分割技術實現(xiàn)了32nm節(jié)點，而且許多工程師正在討論利用多圖案分割技術實現(xiàn)14nm工藝。”Blatchford表示，“還可以有間距加倍等許多其它技巧可供使用，因此利用沉浸式光刻實現(xiàn)10nm工藝節(jié)點是有可能的?！?/P>

遠紅外光刻(EUV)仍然在不斷發(fā)展，而且許多半導體公司表示了當EUV可用時轉向EUV的愿望，但其它一些公司現(xiàn)在預測，沉浸式光刻、多圖案分割和高折射率液體將允許半導體廠商使用193nm光刻技術一直走到國際半導體技術路線圖的終點——8nm。

“很難說是否有某種革命性的新架構經(jīng)過發(fā)展能夠使硅片的縮放工藝超過目前路線圖的終點。”Blatchford認為，“但Intel公司公開表示，即使EUV一直無法推出，它也能夠利用沉浸式光刻技術一直走到目前路線圖的終點?！?/P>