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EUV光刻系統的發展歷經應用基礎研究至量產四個階段，其突破得益于多元主體協同創新和全產業鏈資源整合 [3]。截至2024年12月，EUV技術已應用于2nm芯片量產，但仍需優化光源和光刻膠性能。下一代技術如納米壓印和定向自組裝正在研發中 [6]。**光刻系統主要由荷蘭ASML、日本Nikon和Canon壟斷。國內上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機占據中端市場 [7]。科研領域***使用德國SUSS紫外光刻機（占比45%），國產設備在激光直寫設備中表現較好 [8]。完成圖形的曝光后，用激光曝光硅片邊緣，然后在顯影或特殊溶劑中溶解；工業園區省電光刻系統批量定制準分子光刻技術作為當前主流的光刻...

實際上，由于液體介質的折射率相比空氣介質更接近曝光透鏡鏡片材料的折射率，等效地加大了透鏡口徑尺寸與數值孔徑（NA），同時可以 ***提高焦深（DOF）和曝光工藝的寬容度（EL），浸沒式光 刻 技 術 正 是 利 用 這 個 原 理 來 提 高 其 分 辨率。世界三 大光刻機 生產商ASML，Nikon和Cannon的*** 代 浸 沒 式 光 刻 機 樣 機 都 是 在 原 有193nm干式光刻機的基礎上改進研制而成，**降低了研發成本和風險。因為浸沒式光刻系統的原理清晰而且配合現有的光刻技術變動不大，193nm ArF準分子激光光刻技術在65nm以下節點半導體量產中已經廣泛應用；ArF浸沒式...

b、堅膜，以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力；c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性；d、進一步減少駐波效應（Standing Wave Effect）。常見問題：a、烘烤不足（Underbake）。減弱光刻膠的強度（抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力）；降低***填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度（Overbake）。引起光刻膠的流動，使圖形精度降低，分辨率變差。另外還可以用深紫外線（DUV，Deep Ultra-Violet）堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼，增加光刻膠...

得指出的是，EUV光刻技術的研發始于20世紀80年代。**早希望在半周期為70nm的節點（對應邏輯器件130nm節點）就能用上EUV光刻機 [1]。可是，這一技術一直達不到晶圓廠量產光刻所需要的技術指標和產能要求。一拖再拖，直到2016年，EUV光刻機仍然沒能投入量產。晶圓廠不得不使用193nm浸沒式光刻機，依靠雙重光刻的辦法來實現32nm存儲器件、20nm和14nm邏輯器件的生產。不斷延誤，對EUV技術來說，有利也有弊。一方面，它可以獲得更多的時間來解決技術問題，提高性能參數；另一方面，下一個技術節點會對EUV提出更高的要求。EUV光刻系統的發展歷經應用基礎研究至量產四個階段，其突破得益于多...

所有實際電子束曝光、顯影后圖形的邊緣要往外擴展，這就是所謂的“電子束鄰近效應。同時，半導體基片上如果有絕緣的介質膜，電子通過它時也會產生一定量的電荷積累，這些積累的電荷同樣會排斥后續曝光的電子，產生偏移，而不導電的絕緣體（如玻璃片）肯定不能采用電子束曝光。還有空間交變磁場、實驗室溫度變化等都會引起電子束曝光產生“漂移”現象。因此，即使擁有2nm電子束斑的曝 光 系統，要曝光出50nm以下的圖形結構也不容易。麻省理工學院（MIT）已經采用的電子束光刻技術分辨率將推進到9nm。電子束直寫光刻可以不需要納米級電子束光刻系統（如JEOL JBX-6300FS）維護需原廠或指定服務公司提供 [4]。高新...

01:50光刻機為什么難造？看看他的黑科技！提高光刻技術分辨率的傳統方法是增大鏡頭的NA或縮 短 波 長，通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 縮 短 波長。早在80年代，極紫外光刻技術就已經開始理論的研究和初步的實 驗，該技術 的光源是波 長 為11～14 nm的極端遠紫外光，其原理主要是利用曝光光源極短的波長達到提高光刻技術分辨率的目的。由于所有的光學材料對該波長的光有強烈的吸收，所以只能采取反射式的光路。EUV系統主要由四部分組成，即反射式投影曝光系統、反射式光刻掩模版、極紫外光源系統和能用于極紫外的光刻涂層。另外層間對準，即套刻精度（Overlay），保證圖形與硅片上已經存在的圖形之...

b、堅膜，以提高光刻膠在離子注入或刻蝕中保護下表面的能力；c、進一步增強光刻膠與硅片表面之間的黏附性；d、進一步減少駐波效應（Standing Wave Effect）。常見問題：a、烘烤不足（Underbake）。減弱光刻膠的強度（抗刻蝕能力和離子注入中的阻擋能力）；降低***填充能力（Gapfill Capability for the needle hole）；降低與基底的黏附能力。b、烘烤過度（Overbake）。引起光刻膠的流動，使圖形精度降低，分辨率變差。另外還可以用深紫外線（DUV，Deep Ultra-Violet）堅膜。使正性光刻膠樹脂發生交聯形成一層薄的表面硬殼，增加光刻膠...

由于193nm沉浸式工藝的延伸性非常強，同時EUV技術耗資巨大進展緩慢。EUV（極紫外線光刻技術）是下一代光刻技術（<32nm節點的光刻技術）。它是采用波長為13.4nm的軟x射線進行光刻的技術。EUV光刻的基本設備方面仍需開展大量開發工作以達到適于量產的成熟水平。當前存在以下挑戰：（1）開發功率足夠高的光源并使系統具有足夠的透射率，以實現并保持高吞吐量。（2）掩模技術的成熟，包括以足夠的平面度和良率制**射掩模襯底，反射掩模的光化學檢測，以及因缺少掩模表面的保護膜而難以滿足無缺陷操作要求。（3）開發高靈敏度且具有低線邊緣粗糙度(LineEdgeRoughness,LER)的光刻膠。 [3]連...

早在80年代，極紫外光刻技術就已經開始理論的研究和初步的實 驗，該技術 的光源是波 長 為11～14 nm的極端遠紫外光，其原理主要是利用曝光光源極短的波長達到提高光刻技術分辨率的目的。由于所有的光學材料對該波長的光有強烈的吸收，所以只能采取反射式的光路。EUV系統主要由四部分組成，即反射式投影曝光系統、反射式光刻掩模版、極紫外光源系統和能用于極紫外的光刻涂層。其主要成像原理是光波波長為10～14nm的極端遠紫外光波經過周期性多層膜反射鏡投射到反射式掩模版上，通過反射式掩模版反射出的極紫外光波再通過由多面反射鏡組成的縮小投影系統，將反射式掩模版上的集成電路幾何圖形投影成像到硅片表面的光刻膠中，...

2019年荷蘭阿斯麥公司推出新一代極紫外光刻系統，**了當今**的第五代光刻系統，可望將摩爾定律物理極限推向新的高度 [5]。中國工程院《Engineering》期刊于2021年組建跨學科評選委員會，通過全球**提名、公眾問卷等多階段評審，選定近五年內完成且具有全球影響力的**工程成就。極紫外光刻系統憑借三大**指標入選：原創性突破：開發新型等離子體光源與反射式光學系統系統創新：整合超精密機械、真空環境控制與實時檢測技術產業效益：支撐全球90%以上**芯片制造需求 [1] [3-4] [7]。國內上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機占據中端市場 [7]。相城區省電光刻系統按需定制光刻技術...

制造掩模版，比較靈活。但由于其曝光效率低，主要用于實驗室小樣品納米制造。而電子束曝光要適應大批量生產，如何進一步提高曝光速度是個難題。為了解決電子束光刻的效率問題，通常將其與其他光刻技術配合使用。例如為解決曝光效率問題，通常采用電子束光刻與光學光刻進行匹配與混合光刻的辦法，即大部分曝光工藝仍然采用現有十分成熟的半導體光學光刻工藝制備，只有納米尺度的圖形或者工藝層由電子束光刻實現。在傳統光學光刻技術逼近工藝極限的情況下，電子束光刻技術將有可能出現在與目前193i為**的光學曝光技術及EUV技術相匹配的混合光刻中，在實現10nm級光刻中起重要的作用。科研領域使用德國SUSS紫外光刻機（占比45%）...

EUV光刻系統的發展歷經應用基礎研究至量產四個階段，其突破得益于多元主體協同創新和全產業鏈資源整合 [3]。截至2024年12月，EUV技術已應用于2nm芯片量產，但仍需優化光源和光刻膠性能。下一代技術如納米壓印和定向自組裝正在研發中 [6]。**光刻系統主要由荷蘭ASML、日本Nikon和Canon壟斷。國內上海微電子裝備股份有限公司研制的紫外光刻機占據中端市場 [7]。科研領域***使用德國SUSS紫外光刻機（占比45%），國產設備在激光直寫設備中表現較好 [8]。連續噴霧顯影（Continuous Spray Development）/自動旋轉顯影（Auto-rotation Devel...

b、接近式曝光（Proximity Printing）。掩膜板與光刻膠層的略微分開，大約為10～50μm。可以避免與光刻膠直接接觸而引起的掩膜板損傷。但是同時引入了衍射效應，降低了分辨率。1970后適用，但是其最大分辨率*為2～4μm。c、投影式曝光（Projection Printing）。在掩膜板與光刻膠之間使用透鏡聚集光實現曝光。一般掩膜板的尺寸會以需要轉移圖形的4倍制作。優點：提高了分辨率；掩膜板的制作更加容易；掩膜板上的缺陷影響減小。投影式曝光分類：下一代技術如納米壓印和定向自組裝正在研發中 [6]。連云港銷售光刻系統量大從優2019年荷蘭阿斯麥公司推出新一代極紫外光刻系統，**了當...

1.氣相成底模2.旋轉烘膠3.軟烘4.對準和曝光5.曝光后烘焙（PEB）6.顯影7.堅膜烘焙8.顯影檢查光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進行開孔，以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。準分子光刻技術作為當前主流的光刻技術，主要包括：特征尺寸為0．1μm的248 nm KrF準分子激光技術；特征尺寸為90 nm的193 nm ArF準分子激光技術；特征尺寸為65 nm的193 nm ArF浸沒式技術（Immersion，193i）。其中193 nm浸沒式光刻技術是所有光刻技術中**為長壽且**富有競爭力的，也是如何進一步發揮其潛力的研究熱...

e、光刻膠厚度控片（PhotoResist Thickness MC）：光刻膠厚度測量；f、光刻缺陷控片（PDM，Photo Defect Monitor）：光刻膠缺陷監控。舉例：0.18μm的CMOS掃描步進光刻工藝。光源：KrF氟化氪DUV光源（248nm）；數值孔徑NA：0.6～0.7；焦深DOF：0.7μm；分辨率Resolution：0.18～0.25μm（一般采用了偏軸照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技術PSM_Phase Shift Mask增強）；套刻精度Overlay：65nm；產能Throughput：30～60wafers/hour（20...

電子束光刻基本上分兩大類，一類是大生產光掩模版制造的電子束曝光系統，另一類是直接在基片上直寫納米級圖形的電子束光刻系統。電子束光刻技術起源于掃描電鏡，**早由德意志聯邦共和國杜平根大學的G．Mollenstedt等人在20世紀60年代提出。電子束曝光的波長取決于電子能量，電子能量越高，曝光的波長越短，大 體在10－6nm量級上，因而電子束光刻不受衍射極限的影響，所以電子束光刻可獲得接近于原子尺寸的分辨率。但是，由于電子束入射到抗蝕劑及基片上時，電子會與固體材料的原子發生“碰撞”產生電子散射現象，包括前散射和背散射電子，這些散射電子同樣也參與“曝光”，前散射電子波及范圍可在幾十納米，從基片上返回...

顯影中的常見問題：a、顯影不完全（Incomplete Development）。表面還殘留有光刻膠。顯影液不足造成；b、顯影不夠（Under Development）。顯影的側壁不垂直，由顯影時間不足造成；c、過度顯影（Over Development）。靠近表面的光刻膠被顯影液過度溶解，形成臺階。顯影時間太長。硬烘方法：熱板，100～130C（略高于玻璃化溫度Tg），1～2分鐘。目的：a、完全蒸發掉光刻膠里面的溶劑（以免在污染后續的離子注入環境，例如DNQ酚醛樹脂光刻膠中的氮會引起光刻膠局部爆裂）；目的：使表面具有疏水性，增強基底表面與光刻膠的黏附性。常州購買光刻系統規格尺寸光刻是平面型晶...

掃描投影曝光（Scanning Project Printing）。70年代末～80年代初，〉1μm工藝；掩膜板1：1，全尺寸；步進重復投影曝光（Stepping-repeating Project Printing或稱作Stepper）。80年代末～90年代，0.35μm（I line）～0.25μm（DUV）。掩膜板縮小比例（4：1），曝光區域（Exposure Field）22×22mm（一次曝光所能覆蓋的區域）。增加了棱鏡系統的制作難度。01:13步進掃描光刻機 芯片工程師教程掃描步進投影曝光（Scanning-Stepping Project Printing）。90年代末～至今，用...

浸沒式光刻機是通過在物鏡與晶圓之間注入超純水，等效縮短光源波長并提升數值孔徑，從而實現更高分辨率的半導體制造**設備。2024年9月工信部文件顯示，國產氟化氬浸沒式光刻機套刻精度已達到≤8nm水平。該技術研發涉及浸液系統、光學控制等多項復雜工藝，林本堅團隊在浸液系統領域取得關鍵突破。目前國產ArF光刻機在成熟制程（如28nm）上有應用潛力，但與ASML同類產品仍存在代差 [1]。通過浸液系統在物鏡和晶圓之間填充超純水，將193nm的氟化氬激光等效縮短為134nm波長，同時將數值孔徑提升至1.35以上，***增強光刻分辨率 [1]。該技術相比干式光刻機，可突破物理衍射極限。激發化學增強光刻膠的P...

極紫外光刻（Extreme Ultra-violet），常稱作EUV光刻，它以波長為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術。具體為采用波長為13.4nm 的紫外線。極紫外線就是指需要通過通電激發紫外線管的K極然后放射出紫外線。極紫外光刻（英語：Extreme ultra-violet，也稱EUV或EUVL）是一種使用極紫外（EUV）波長的下一代光刻技術，其波長為13.5納米，預計將于2020年得到廣泛應用。幾乎所有的光學材料對13.5nm波長的極紫外光都有很強的吸收，因此，EUV光刻機的光學系統只有使用反光鏡 [1]。極紫外光刻的實際應用比原先估計的將近晚了10多年。 [2]表現為圖形的關...

兩種工藝常規光刻技術是采用波長為2000～4500埃的紫外光作為圖像信息載體，以光致抗蝕劑為中間（圖像記錄）媒介實現圖形的變換、轉移和處理，**終把圖像信息傳遞到晶片(主要指硅片)或介質層上的一種工藝。在廣義上，它包括光復印和刻蝕工藝兩個主要方面。①光復印工藝：經曝光系統將預制在掩模版上的器件或電路圖形按所要求的位置，精確傳遞到預涂在晶片表面或介質層上的光致抗蝕劑薄層上。②刻蝕工藝：利用化學或物理方法，將抗蝕劑薄層未掩蔽的晶片表面或介質層除去，從而在晶片表面或介質層上獲得與抗蝕劑薄層圖形完全一致的圖形。集成電路各功能層是立體重疊的，因而光刻工藝總是多次反復進行。例如，大規模集成電路要經過約10...

e、光刻膠厚度控片（PhotoResist Thickness MC）：光刻膠厚度測量；f、光刻缺陷控片（PDM，Photo Defect Monitor）：光刻膠缺陷監控。舉例：0.18μm的CMOS掃描步進光刻工藝。光源：KrF氟化氪DUV光源（248nm）；數值孔徑NA：0.6～0.7；焦深DOF：0.7μm；分辨率Resolution：0.18～0.25μm（一般采用了偏軸照明OAI_Off-Axis Illumination和相移掩膜板技術PSM_Phase Shift Mask增強）；套刻精度Overlay：65nm；產能Throughput：30～60wafers/hour（20...

**普通的正膠顯影液是四甲基氫氧化銨（TMAH）（標準當量濃度為0.26，溫度15～25C）。在I線光刻膠曝光中會生成羧酸，TMAH顯影液中的堿與酸中和使曝光的光刻膠溶解于顯影液，而未曝光的光刻膠沒有影響；在化學放大光刻膠（CAR，Chemical Amplified Resist）中包含的酚醛樹脂以PHS形式存在。CAR中的PAG產生的酸會去除PHS中的保護基團（t-BOC），從而使PHS快速溶解于TMAH顯影液中。整個顯影過程中，TMAH沒有同PHS發生反應。b、負性光刻膠的顯影液。二甲苯。清洗液為乙酸丁脂或乙醇、三氯乙烯。當前先進的EUV光刻系統已實現2nm制程芯片量，應用于微納器件加工...

準分子光刻技術作為當前主流的光刻技術，主要包括：特征尺寸為0．1μm的248 nm KrF準分子激光技術；特征尺寸為90 nm的193 nm ArF準分子激光技術；特征尺寸為65 nm的193 nm ArF浸沒式技術（Immersion，193i）。其中193 nm浸沒式光刻技術是所有光刻技術中**為長壽且**富有競爭力的，也是目前如何進一步發揮其潛力的研究熱點。傳統光刻技術光刻膠與曝光鏡頭之間的介質是空氣，而浸沒 式技術則是將空氣 換成液體介質。實際上，由于液體介質的折射率相比空氣介質更接近曝光透鏡鏡片材料的折射率，等效地加大了透鏡口徑尺寸與數值孔徑（NA），同時可以 ***提高焦深（DOF...

EUV光刻采用波長為10-14納米的極紫外光作為光源，可使曝光波長一下子降到13.5nm,它能夠把光刻技術擴展到32nm以下的特征尺寸。根據瑞利公式（分辨率=k1·λ/NA），這么短的波長可以提供極高的光刻分辨率。換個角度講，使用193i與EUV光刻機曝同一個圖形，EUV的工藝的k1因子要比193i大。k1越大對應的光刻工藝就越容易；k1的極限是0.25，小于0.25的光刻工藝是不可能的。從32nm半周期節點開始（對應20nm邏輯節點），即使使用1.35NA的193nm浸沒式光刻機，k1因子也小于0.25。一次曝光無法分辨32nm半周期的圖形，必須使用雙重光刻技術。使用0.32NA的EUV光刻...

浸沒式光刻技術所面臨的挑戰主要有：如何解決曝光中產生的氣泡和污染等缺陷的問題；研發和水具有良好的兼容性且折射率大于1．8的光刻膠的問題；研發折射率較大的光學鏡頭材料和浸沒液體材料；以 及 有 效 數 值 孔 徑NA值 的 拓 展 等 問題。針 對 這 些 難 題 挑 戰，國 內 外 學 者 以 及ASML，Nikon和IBM等公 司已 經 做 了 相 關 研 究并提出相應的對策。浸沒式光刻機將朝著更高數值孔徑發展，以滿足更小光刻線寬的要求。 [1]提高光刻技術分辨率的傳統方法是增大鏡頭的NA或縮 短 波 長，通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 縮 短 波長。下一代技術如納米壓印和定向自組裝...

光刻是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進行開孔，以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。硅片清洗烘干方法：濕法清洗+去離子水沖洗+脫水烘焙（熱板150～250C,1～2分鐘，氮氣保護）目的：a、除去表面的污染物（顆粒、有機物、工藝殘余、可動離子）；b、除去水蒸氣，使基底表面由親水性變為憎水性，增強表面的黏附性（對光刻膠或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。光刻系統主要由荷蘭ASML、日本Nikon和Canon壟斷。連云港耐用光刻系統五星服務...

涂底方法：a、氣相成底膜的熱板涂底。HMDS蒸氣淀積，200～250C,30秒鐘；優點：涂底均勻、避免顆粒污染；b、旋轉涂底。缺點：顆粒污染、涂底不均勻、HMDS用量大。目的：使表面具有疏水性，增強基底表面與光刻膠的黏附性旋轉涂膠方法：a、靜態涂膠（Static）。硅片靜止時，滴膠、加速旋轉、甩膠、揮發溶劑（原光刻膠的溶劑約占65～85%,旋涂后約占10～20%）；b、動態（Dynamic）。低速旋轉（500rpm_rotation per minute）、滴膠、加速旋轉（3000rpm）、甩膠、揮發溶劑。曝光出來的圖形與掩膜板上的圖形分辨率相當，設備簡單。張家港銷售光刻系統量大從優e、光刻膠...

在曝光過程中，需要對不同的參數和可能缺陷進行跟蹤和控制，會用到檢測控制芯片/控片（Monitor Chip）。根據不同的檢測控制對象，可以分為以下幾種：a、顆粒控片（Particle MC）：用于芯片上微小顆粒的監控，使用前其顆粒數應小于10顆；b、卡盤顆粒控片（Chuck Particle MC）：測試光刻機上的卡盤平坦度的**芯片，其平坦度要求非常高；c、焦距控片（Focus MC）：作為光刻機監控焦距監控；d、關鍵尺寸控片（Critical Dimension MC）：用于光刻區關鍵尺寸穩定性的監控；激發化學增強光刻膠的PAG產生的酸與光刻膠上的保護基團發生反應并移除基團使之能溶解于顯影...

浸沒式光刻技術所面臨的挑戰主要有：如何解決曝光中產生的氣泡和污染等缺陷的問題；研發和水具有良好的兼容性且折射率大于1．8的光刻膠的問題；研發折射率較大的光學鏡頭材料和浸沒液體材料；以 及 有 效 數 值 孔 徑NA值 的 拓 展 等 問題。針 對 這 些 難 題 挑 戰，國 內 外 學 者 以 及ASML，Nikon和IBM等公 司已 經 做 了 相 關 研 究并提出相應的對策。浸沒式光刻機將朝著更高數值孔徑發展，以滿足更小光刻線寬的要求。 [1]提高光刻技術分辨率的傳統方法是增大鏡頭的NA或縮 短 波 長，通 常 首 先 采 用 的 方 法 是 縮 短 波長。在曝光過程中，需要對不同的參數和...