華冰鑫　李敏　王莉

摘 要：用光學(xué)復(fù)制的手段在半導(dǎo)體內(nèi)形成相應(yīng)的圖像，其主要是為電路的制作和微電子設(shè)備服務(wù)的，這是光刻技術(shù)的原理。隨著我國(guó)科技的發(fā)展，我國(guó)光刻技術(shù)也進(jìn)入成熟發(fā)展階段，其廣泛應(yīng)用在集成電路的生產(chǎn)中，光刻能力已經(jīng)比較成熟。在未來，微電子設(shè)備上的光刻技術(shù)還會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展。該文就是對(duì)光刻技術(shù)在微電子設(shè)備上的應(yīng)用和展望進(jìn)行了具體的分析。

關(guān)鍵詞：光刻技術(shù) 微電子設(shè)備 應(yīng)用和展望

中圖分類號(hào)：TN305.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（b）-0114-02

光的應(yīng)用能力和相關(guān)操作問題是在微電子設(shè)備中應(yīng)用光刻技術(shù)的關(guān)鍵。我國(guó)光刻技術(shù)的發(fā)展有較長(zhǎng)的歷史。從技術(shù)落后的最初階段到現(xiàn)在逐漸成熟階段，在這個(gè)過程中我國(guó)光刻技術(shù)在微電子設(shè)備應(yīng)用中取得了顯著的成績(jī)[1]。隨著科技技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，需要進(jìn)一步完善和提升光刻技術(shù)，因此具體分析光刻技術(shù)在微電子設(shè)備上的應(yīng)用和展望具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 光刻技術(shù)在微電子設(shè)備上的具體應(yīng)用

1.1 電子行業(yè)的應(yīng)用

集成電路主要的外在特點(diǎn)就是零件的外觀和尺寸，對(duì)于電子行業(yè)的發(fā)展具有重要作用的就是在電子行業(yè)零件的生成和復(fù)制中應(yīng)用光刻技術(shù)。在技術(shù)中其領(lǐng)導(dǎo)作用的以及電子行業(yè)中人們更加關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)就是光刻技術(shù)，且當(dāng)前技術(shù)人員主要追求的目標(biāo)就是使加工技術(shù)的透明材料更好、波長(zhǎng)更短以及加工水平更高。

1.2 集成電路的應(yīng)用

在集成電路中光刻技術(shù)的主要應(yīng)用就是利用復(fù)制圖形從而使半導(dǎo)體的加工和設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)，所以在集成電路的生產(chǎn)過程中光刻技術(shù)的作用是不可替代的。當(dāng)前集成電路中最重要的一項(xiàng)技術(shù)就是光刻技術(shù)，其能夠?qū)⒘慵纳a(chǎn)和圖形復(fù)制的精確度在很大程度上進(jìn)行提升。另一方面，產(chǎn)品成品的產(chǎn)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升都是由光刻技術(shù)來說實(shí)現(xiàn)的。在生產(chǎn)集成電路的過程中，光刻過程不能有絲毫的差錯(cuò)，否則就會(huì)浪費(fèi)材料，從而使成本增加[2]。但是成本能夠利用光刻技術(shù)將其降低到最小的程度，從而使產(chǎn)品的質(zhì)量得到保障，其精確度的提高以及錯(cuò)誤率的降低就是通過不斷提高技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)的，從而使微電子設(shè)備行業(yè)得到進(jìn)一步發(fā)展。

1.3 應(yīng)用在芯片制造中

在制造芯片過程中重要的一項(xiàng)技術(shù)就是光刻技術(shù)，硅片是這里所說的芯片。當(dāng)前不斷提高制造芯片的經(jīng)濟(jì)效益，使硅片生產(chǎn)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。同時(shí)不斷提高光刻技術(shù)的水平，從而使人們預(yù)期的極限不斷的被打破，高分辨率、高效率和成本低的統(tǒng)一性也得到了實(shí)現(xiàn)。為了使制造芯片的分辨率不斷提高，技術(shù)人員不但對(duì)波長(zhǎng)更短的光刻技術(shù)進(jìn)行追求，而且要求技術(shù)具有效益型，如在PSM技術(shù)使用的過程中，要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的成本以及工序等各個(gè)方面進(jìn)行充分的考慮，總的來說，當(dāng)前在制造芯片領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用光刻技術(shù)。

2 光刻技術(shù)在微電子設(shè)備應(yīng)用上的展望

2.1 發(fā)展微電子設(shè)備對(duì)集成電路的要求提高

從產(chǎn)生微電子設(shè)備開始其對(duì)集成電路的要求就比較高，微電子設(shè)備的質(zhì)量也是由集成電路制造的工藝直接決定的。在微電子設(shè)備未來的繼續(xù)發(fā)展過程中，要想使其質(zhì)量和工作能力進(jìn)一步提升，就要對(duì)集成電路的科研工作加大研究力度，從而使集成電路的技術(shù)含量得到升[3]。但是，當(dāng)前可以預(yù)知的就是，在未來微電子技術(shù)設(shè)備會(huì)用越來越高的要求管理著制造集成電路過程中的光刻技術(shù)，而對(duì)于那樣高的要求當(dāng)前的光刻技術(shù)是無法滿足的，所以在未來很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)制約集成電路和微電子設(shè)備發(fā)展的重要因素就是光刻技術(shù)的發(fā)展，除非是在高標(biāo)準(zhǔn)的要求下光刻技術(shù)被新的集成電路制造技術(shù)所取代，但是從當(dāng)前科研的情況看來，仍然需要一段很長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行研究。

2.2 光刻技術(shù)發(fā)展面臨著瓶頸

光刻技術(shù)的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)有半個(gè)世紀(jì)了，其已經(jīng)具備基本成熟的技術(shù)，當(dāng)前的理論依據(jù)和技術(shù)能力已經(jīng)到達(dá)一個(gè)瓶頸的狀態(tài)。如果從光刻技術(shù)的發(fā)展歷程上來說，由于不斷更新光刻技術(shù)的手段，從而使光刻技術(shù)尺寸的完成率也就越來越小，但是能夠完成的尺寸不會(huì)隨著光刻技術(shù)的發(fā)展無限的小下去。50 nm將是光刻技術(shù)完成的尺寸瓶頸，也可以說當(dāng)前光刻原理技術(shù)所能夠完成的極限尺寸就是50 nm，光刻技術(shù)很難完成小于50 nm的光刻尺寸，這是根據(jù)相關(guān)的科研人員和業(yè)內(nèi)人士的觀點(diǎn)得知的?；蛘弋?dāng)光刻技術(shù)的光刻尺寸到達(dá)50 nm以后，其就不能適應(yīng)微電子設(shè)備的發(fā)展，從而使其被一種新興的技術(shù)所取代。但是當(dāng)前50 nm是人類的光刻技術(shù)難以到達(dá)的。在未來的幾年。70 nm是人類光刻技術(shù)到達(dá)的極限，要想使50 nm的光刻標(biāo)準(zhǔn)得以實(shí)現(xiàn)，光刻技術(shù)的發(fā)展還要經(jīng)歷一段很長(zhǎng)的歷程。根據(jù)科研人員的描述可以知道，光刻技術(shù)要想到達(dá)70 nm就有一定的難度了，而且多種高科技的光刻手段都要包括在內(nèi)，因此未來人類光刻技術(shù)發(fā)展的大目標(biāo)就是利用跨越式的光刻積水使其50 nm的瓶頸能夠被超越。

2.3 應(yīng)用在極紫外曝光上的光刻技術(shù)

在未來光刻技術(shù)發(fā)展過程中的重要方向就是應(yīng)用極紫外曝光光刻技術(shù)。人類源于稀有金屬的一種新發(fā)現(xiàn)就是極紫外曝光光刻技術(shù)[4]。當(dāng)前并沒有成熟的技術(shù)去研究極紫外曝光光刻技術(shù)，但是逐漸體現(xiàn)出其在光刻技術(shù)中的超能力，因此相關(guān)的科研工作者對(duì)其非常重視。研究人員表示，在未來光刻技術(shù)對(duì)于50 nm瓶頸突破的關(guān)鍵以及使其具有很大的發(fā)展空間的就是極紫外曝光13 nm的應(yīng)用。當(dāng)前通過對(duì)其一系列的研究可以看出，在未來具有極大發(fā)展?jié)摿Φ木褪菢O紫外曝光光刻技術(shù)，其具有廣泛的應(yīng)用范圍，甚至使微電子設(shè)備電路板的寬度能夠縮小到0.05 μm，如果這一技術(shù)能夠成熟，那么其將是一項(xiàng)歷史性以及突破性的技術(shù)，對(duì)未來微電子設(shè)備的發(fā)展具有巨大的推動(dòng)作用。當(dāng)前光刻技術(shù)發(fā)展的狀態(tài)主要是在一種極限的情況下，因此未來微電子設(shè)備科研工作者的主要研究方向就是對(duì)極紫外曝光光刻技術(shù)的研究。

2.4 在X射線曝光技術(shù)上的發(fā)展

光的波長(zhǎng)低于五納米就是X射線，X射線的分辨率和精確度普遍高于其他的光線，其主要原因是X射線具有相對(duì)較短的波長(zhǎng)。從1972年開始科研人員就十分重視這項(xiàng)技術(shù)，因此對(duì)于這方面的研究科技人員也一直沒有放棄過。但是由于X射線的反射沒有合適的材料，從而在光刻技術(shù)中無法正常發(fā)揮X射線相應(yīng)的作用，只有在印刷術(shù)中廣泛應(yīng)用，另一方面，X射線具有非常短的波長(zhǎng)，因此可以在一定程度上將其忽略，從而使這項(xiàng)技術(shù)復(fù)制出來的圖形與模板的相似度幾乎一應(yīng)，因此，在未來光刻技術(shù)發(fā)展的過程中，要找到適合X射線反射適合的材料，在光刻技術(shù)中充分利用其極高的分辨率，從而使光刻技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

3 結(jié)語

綜上所述，光刻技術(shù)和微電子設(shè)備發(fā)展的黃金時(shí)間就是21世紀(jì)，隨著相關(guān)科研工作者的不斷努力，在未來某個(gè)時(shí)間點(diǎn)一定會(huì)誕生具有更高科技含量的光刻技術(shù)，從而使當(dāng)前光刻技術(shù)的瓶頸得以突破，進(jìn)而使光刻技術(shù)進(jìn)入一個(gè)全新發(fā)展的階段。另外，在未來一段時(shí)間內(nèi)光刻技術(shù)和微電子設(shè)備之間的相互依賴關(guān)系會(huì)保持著，而微電子設(shè)備的發(fā)展仍然受到光刻技術(shù)的進(jìn)步的影響。

參考文獻(xiàn)

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[3] 劉加峰，胡存剛，宗仁鶴.光刻技術(shù)在微電子設(shè)備的應(yīng)用及發(fā)展[J].光電子技術(shù)與信息，2004，17（1）：24-27.

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