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2019年12月18日 | 光刻機是怎么雕刻出遠遠小于自己波長的線寬的?

發(fā)布者:sheng44 來源: 知乎日報關鍵字:光刻機  線寬  ASML 手機看文章 掃描二維碼
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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(shù)(記不清了),

 

我知道題目的意思是,193nm 這么寬,怎么能刻出 45nm 的寬度呢,

 

他說的是分辨率,其他答主講了很多,我簡單看公式:

 

 

R,分辨率,就是你??匆姷?180nm、130nm、90nm、65nm、45nm 之類,

 

λ,光刻激光的波長,已經從 436nm、365nm、248nm 到了現(xiàn)在最常用的 193nm,

 

n,為介質折射率,空氣約 1,水約 1.44,

 

NA,為數(shù)值孔徑,和鏡子大小,以及距離有關,

 

k1,就當是個系統(tǒng)常數(shù)吧,把掩膜那些技術都算在這個里面,

 

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

 

其他都好理解,就是那個 k1 里面的各種技術很難,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(fā)展以前是這樣設想的,

 

 

但是戰(zhàn)局瞬息萬變,

 

很正常的想法是先從 193nm 準分子激光(ArF 工作介質)發(fā)展到 157nm 準分子激光(F2 工作介質),

 

根據(jù)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(xiàn)在已經完全沒 157 什么事情了,直接跨越了這個波長,

 

要么自由電子激光(FEL),要么等離子體出 13.5nm,

 

自由電子激光很早就有人考慮過了,至少 2006 年 Intel 就有說,

 

 

當然現(xiàn)在由于國家大力發(fā)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(yōu)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,就是用二氧化碳激光器,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(jù)我所知,應該已經做到 500W 了,

 

光源,始終是限制分辨率最直觀的因素,

 

只有實在找不到更低的時候,才會去想辦法弄各種掩膜,

 

以至于現(xiàn)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(xiàn)在各種想彎道超車干過 ASML,Good luck. 

關鍵字:光刻機  線寬  ASML 引用地址:光刻機是怎么雕刻出遠遠小于自己波長的線寬的?

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