浸润式光刻之父林本坚欲再造江湖？_-中文科技资讯-你关心的才是黑科技

　　在这一过程当中，有一件比较神奇的事情，5μm阶段，当时的波长是436nm，而到7nm，波长是193nm，变化并不是特别大，这样，从光学的角度看，我们要实现将特征尺寸缩到波长的四十分之一，似乎是不可能完成的任务，我们需要跳出纯光学思维，从半导体的角度去考虑如何实现它。
　　人的头发横截面直径大概是80μm，以采用28nm制程工艺的SRAM为例，可以在头发的横截面上放20735个这个样的SRAM单元，随着微缩技术的发展，在直径为80μm的横截面上，可以容纳越来越多的SRAM单元了。这主要是由光刻工艺及其技术演进实现的。
　　光刻微缩的理论基础主要基于下图的方程式：分辨率和DOF(depth of focus，景深)。
　　从图中的公式可以看出，分辨率主要由三个因数决定，分别是波长λ、镜头角度的正弦值sinθ，以及k1，其中，对于做光刻的人来说，k1这个参数是非常重要的。
　　缩短波长和加大sinθ都可以提升分辨率，但这些都是有代价的，缩短波长λ、增加sinθ，DOF都会缩短，而k3和k1又是有关联的，且比较复杂。
　　对于采用不同设备制造相同制程IC的制造厂来说，其技术水平差异就会很突出，例如，有的厂商用EUV设备(光刻波长为13.5nm)才能做7nm芯片，而有的厂商用DUV设备(光刻波长为193nm)就可以做出7nm芯片，做同样的产品，前者需要更多的投资去购买更新近的设备，而后者则不需要。这就是通过高水平工艺提升分辨率W所产生的经济效益。
　　依据方程式，有4种方法可以提升分辨率W，而对于工程师来说，其中最方便的方法莫过于增加sinθ了，对于半导体厂的工程师来说，只要向老板多申请一些经费，订购大一点的镜头和机器就好了，因此，工程师会采取的首选方案，往往就是在sinθ上做文章。
　　增加sinθ需要大量的投资，而且越来越贵，此外，目前sinθ已经提升到0.93，已很难再提升，而且其不可能大于1。这样，我们可以通过改变波长λ来进一步提升光刻的分辨率。
　　减小k1也是一种方法。k1是一个系数，在显微镜应用当中，k1最小只能降到0.61，再小的话，东西就会模糊，看不清楚了，而在光刻领域，则不存在这个问题，只需要考虑线的位置，只要能曝光就好，因此，可以把k1降低到0.07。通过改变k1，可以不用更换镜片，不用改变波长和光阻，就可以提升分辨率，具有很好的经济效益。此外，DOF还有可能会增加。减小k1有这么多的好处，但其实现起来并不容易。
　　还有一种方法是增大n。n是折射率，通过改变n，也可以提升光刻系统的分辨率，最简单的方法就是在镜头和晶体之间加入水，以代替空气，也就是浸润式系统，通过增大n，可以得到短波长的效果。
　　当NA大于1的时候，特别是1.35NA时，需要放入具有特别构造的镜片，由于涉及到商业机密，下图中没有给出1.35NA的示意图，目前有两家公司可以做到这一点，他们采用不同的方法实现。
　　浸润式的原理，利用光通过液体介质时会弯折的特性，显微镜的影像透过浸湿的镜头会进一步放大。相反地，当光线通过浸在液体中的微缩影镜头时，就能将影像藉由折射率进一步缩小。
　　这里用水作为介质是最为经济高效的，否则就需要花几亿美金去研发新的、更好的介质，这样太耗费资金和时间，而且不一定能保证成功，算起来是划不来的。
　　作为浸润式光刻技术的发明人，林本坚对于产业的技术水平提升和经济效益做出了巨大的贡献。随着EUV的普及，更多的先进技术还会诞生，将继续把半导体光刻发扬光大。
　　

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