半导体光刻技术的起源与发展

 随着芯片法案宣布将补贴美国半导体研发和制造500多亿美元，人们对芯片制造技术的基本现状产生了极大的兴趣。

目前，三星5纳米工艺(指定为5LPE)就是向全球市场提供先进芯片制造技术的其中之一，这代表了三星finFET技术取得了重大突破，未来势必会更进一步，以更低的成本在芯片上放置更多的晶体管，同时提供更高的性能。

在芯片上刻出超细特征所需的先进光刻技术是实现这些进步的主要推动者。

半导体光刻技术的起源与发展

光刻是半导体工业的核心技术。自1960年Fairchild Semiconductor的罗伯特·诺伊斯发明单片集成电路以来，光刻一直是主要的光刻技术。

光刻技术本质上是，掩膜版用于对光刻胶进行图案化，从而实现图案化沉积和蚀刻工艺。光刻工艺的最终分辨率由所用光源的波长决定。

在短波长光刻源的开发方面取得的进展，使得以摩尔定律为特征的电路密度不断增加。在过去光刻所需光源是Mercury discharged lamps，例如365nm时期采用的i-Line，但最近KrF为248nm或ArF为193nm的准分子激光器成为了首选光源。

采用浸润式光刻技术，需要将透镜和芯片浸没在折射率比空气高的水中，由此ArF激光器获得的最终分辨率约为50nm。

过去二十年，193nm波长的光刻技术得到了发展。虽然使用F2准分子激光的157nm光刻技术取得了一些突破，但人们主要关注的还是使用13.5nm软X射线作为光源的极紫外（EUV）光刻技术。

荷兰ASML在EUV技术的研发中发挥了主导作用，目前其EUV设备主要被包括英特尔、三星和台积电在内的先进CMOS代工厂用于生产。