浸潤式微影與EUV技術 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
![浸潤式微影與EUV技術](https://i.imgur.com/DERULla.jpg)
2014年12月24日—當時,微影技術曝光用的光源,是波長193奈米的紫外光。要把波長縮短來做出更細的線寬,因為受雷射光源的限制,下一步必須採用波長157奈米的 ...
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您在半導體產業新聞中,常聽到的20奈米、16奈米這些名詞,指的都是晶片上電路圖的「線寬」。一百奈米大約只有頭髮直徑的六百分之一,可見這個線寬有多細。為了做出更精密的電路,線寬愈細愈好,但回顧過去,在線寬縮到65奈米的時候,全球的半導體產業其實遇到過重大的技術瓶頸。 當時,微影技術曝光用的光源,是波長193奈米的紫外光。要把波長縮短來做出更細的線寬,因為受雷射光源的限制,下一步必須採用波長157奈米的光,在這個條件下,鏡頭、光罩等光學零件都很難生產,成本很高。於是,現在的中研院院士、台積電研發副總林本堅,提出了他的構想,就是同樣用193奈米的光源,來做出比65奈米更細的線寬。怎麼做呢? 林本堅院士: 那時候我們覺得已經做到極限了,我們頂多能把它再縮一點,縮到55奈米,再縮不下去了。那怎麼辦?後來呢,根據光學的原理,我們就放點水在那個鏡頭的下面,就是在鏡頭跟晶片之間填滿了水。光波在真空裡面大概是193奈米的波長,它到了水之後,因為水的那個折射率是1.44,普通在真空是1,所以到了水裡,波長從193掉到134奈米,光的波長減短了,那它的解析度也就會增加了。 這種「加了水」的微影技術,就叫做浸潤式微影技術。因為光的波長縮短到134奈米,比157奈米更短,搭配其他技術,可以順利做出40奈米的線寬;跟65奈米世代相比,在同樣的面積裡,可以放進兩倍的電晶體。更棒的是,紫外光通過鏡頭以後,經過水才會讓波長減短,因此光罩、鏡頭等許多元件,跟193奈米的設備完全相同,節省很多成本。
2003年,艾司摩爾研發的浸潤式微影機台問世,主導了市場的規格,包括IBM在內的十家廠商,都放棄157奈米的機台,轉而跟進。後來浸潤式微影技術繼續做了改進,例如鏡頭跟晶片之間放的不是水,而是其他液體的話,還可能把線寬做得更細。 透過它,以及其他相關技術的發展,人類成功地讓晶片愈來愈精密,電路的線寬愈來愈細。在40、28、20奈米製程量產成功後,又往16或14奈米邁進。 未來的10奈米技術,雖然還沒完全成熟,但目前看來最有機會成功的,可能是一項新的技術跨越,就是極紫外光微影技術,簡稱EUV。它在本質上還是一種光學技術,但是它利用離子化的氣體,也就是「電漿」產生的光...
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