现在俄国要搞X光光刻,根本的问题不是技术本身,而是市场上的经济性
【本文由“马氏体”推荐,来自《投资6.7亿卢布,俄罗斯宣布研发X射线光刻机!比ASML的EUV光刻机还要先进?》评论区,标题为小编添加】
毛子瞎吹呗!在90年代当时工艺停留在193nmDUV干法光刻的时候,就有人提出各种下一代方案EUV与X光等都有,那时候是日本佳能尼康当红之时,ASML与台积电等厂家率先采用了浸润式湿法光刻工艺,日本的佳能与尼康不看好DUV湿法工艺就失落了二十年,而美国的EUV联盟团结了ASML排斥日商,让ASML在EUV光刻机上占得先机。现在俄国要搞X光光刻,根本的问题不是技术本身而是市场上的经济性。
首先明确光刻机分为投影式和直写式。
直写式光刻早就已经进入到EBL时代,波长要小于X射线。
然后是投影式光刻,投影式光刻的共同特征是需要,预先准备好带有投影图案的光罩,当然光经过光罩后会产生衍射。光学上定义,10nm到400nm为紫外光,0.1nm到10nm之间是X射线,当然光刻上365nm称为紫外,248nm和193nm称为深紫外(DUV),13.5nm称为极紫外(EUV),也有称这个波长为软X射线的,理论上波长越短,能够达到的解析能力越高。但是设计出来的光刻机是要考虑生产效率的,效率又和光源的照度挂钩,照度越高曝光时间越短。想要提高照度就需要一个高功率的照明系统,早期EUV光源只有80W,而业界期望的稳定光源是250W出光。此外,大多数材质对于X射线都是折射率为1且吸收率很大,不适合采用折射式系统,单层膜的反射率几乎为0,只有采用多层膜,可以是的11nm~14nm波段反射率接近70%。EUV系统的光源、光路(需要在真空环境下)、光刻胶、光罩都需要重新进行设计,产业技术前进需要整条供应链的联动,这也是每年SPIE、ITRS讨论协调的意义。
仅仅是EUV阶段的前进,已经是耗费了大量的研发经费和人员,中间跳票了数次,目前出货量也不是很多。EUV的售价达到1亿欧元,耗电非常惊人,但请相信这是目前最经济的方案了。
X射线因为波长很短,所以几乎没有衍射效应,所以很早就进入了光刻技术研发的视野内,并且在八十年代就有了X射线光刻。九十年代,IBM在美国佛蒙特州建了一条采用同步辐射光源的X射线光刻机为主力的高频IC生产线,美国军方为主要客户。而当年X射线光刻技术,是当时的下一代光刻技术的强有力竞争者。后来随着准分子激光和GaF透镜技术的成熟,深紫外DUV光刻技术延续了下去,在分辨率和经济性上都打败了X射线光刻。X射线光刻就退出了主流光刻技术的竞争。
现在用X射线光刻的,主要是LIGA技术,用来制造高深宽比结构的一种技术,可以制造出100:1的深宽比,应用于mems技术当中。
目前国内有两个地方可以做X射线光刻,一个是合肥同步辐射,一个是北京同步辐射。
由于X射线准直性非常好,传统的X射线光刻,是1:1复制的。掩模版使用的是硅梁支撑的低应力氮化硅薄膜,上面有一层图形化的金,作为掩蔽层,曝光方式采用扫描的方式,效率不高。