什么是沉浸式光刻技術(shù)，原理是怎樣的？

沉浸式光刻技術(shù)是在傳統的光刻技術(shù)中，其鏡頭與光刻膠之間的介質(zhì)是空氣，而所謂浸入式技術(shù)是將空氣介質(zhì)換成液體。實(shí)際上，浸入式技術(shù)利用光通過(guò)液體介質(zhì)后光源波長(cháng)縮短來(lái)提高分辨率，其縮短的倍率即為液體介質(zhì)的折射率。

浸沒(méi)式光刻技術(shù)也稱(chēng)為浸入式光刻技術(shù)。一般特指193nm浸入式光刻技術(shù)。在浸入式光刻技術(shù)之前，繼436nm、365nm、248nm之后，采用的是193nm干式光刻技術(shù)，但在65 納米技術(shù)節點(diǎn)上遇到了困難，試驗了很多技術(shù)但都無(wú)法很好的突破這一難題。

到2002年底浸入式技術(shù)迅速成為光刻技術(shù)中的新寵，而此前業(yè)界并沒(méi)有認為浸入式技術(shù)有如此大的功效。此技術(shù)在原來(lái)的193nm干式光刻技術(shù)平臺之上，因為此種技術(shù)的原理清晰及配合現有的光刻技術(shù)變動(dòng)不大，獲得了人們的極大贊賞。

浸沒(méi)式光刻的原理

浸沒(méi)式光刻技術(shù)需要在光刻機投影物鏡最后一個(gè)透鏡的下表面與硅片上的光刻膠之間充滿(mǎn)高折射率的液體。浸沒(méi)式光刻機工作時(shí)并不是把晶圓完全浸沒(méi)在水中，而只是在曝光區域與光刻機透鏡之間充滿(mǎn)水。光刻機的鏡頭必須特殊設計，以保證水隨著(zhù)光刻機在晶圓表面做步進(jìn)-掃描運動(dòng)，沒(méi)有泄露;水中沒(méi)有氣泡和顆粒。在193nm波長(cháng)下，水的折射率是1.44，可以實(shí)現NA大于1。

浸沒(méi)式光刻的難點(diǎn)有哪些?

雖然浸入式光刻已受到很大的關(guān)注，但仍面臨巨大挑戰，浸入式光刻的挑戰在于控制由于浸入環(huán)境引起的缺陷，包括氣泡和污染;抗蝕劑與流體或面漆的相容性，以及面漆的發(fā)展;抗蝕劑的折射指數大于1.8;折射指數大于1.65的流體滿(mǎn)足粘度、吸收和流體循環(huán)要求;折射指數大于1.65的透鏡材料滿(mǎn)足透鏡設計的吸收和雙折射要求。

光蝕刻系統制造的精細程度取決于很多因素。但是實(shí)現跨越性進(jìn)步的有效方法是降低使用光源的波長(cháng)，光刻機廠(chǎng)商們就是這么做的，他們將晶圓曝光工具從人眼可見(jiàn)的藍光端開(kāi)始逐漸減小波長(cháng)，直到光譜上的紫外線(xiàn)端。

如今，EUV技術(shù)慢慢開(kāi)始替代了一部分的浸沒(méi)式光刻，EUV技術(shù)以波長(cháng)為10-14納米的極紫外光作為光源的光刻技術(shù)。具體為采用波長(cháng)為13.4nm 的紫外線(xiàn)。極紫外線(xiàn)就是指需要通過(guò)通電激發(fā)紫外線(xiàn)管的K極然后放射出紫外線(xiàn)。EUV光刻采用波長(cháng)為10-14納米的極紫外光作為光源，可使曝光波長(cháng)一下子降到13.5nm，它能夠把光刻技術(shù)擴展到32nm以下的特征尺寸。EUV光刻所能提供的高分辨率已經(jīng)被實(shí)驗所證實(shí)。光刻機供應商已經(jīng)分別實(shí)現了20nm和14nm節點(diǎn)的SRAM的曝光，并與193i曝光的結果做了對比。顯然，即使是使用研發(fā)機臺，EUV曝光的分辨率也遠好于193i。14nm節點(diǎn)圖形的曝光聚焦深度能到達250nm以上。

來(lái)源：OFweek電子工程