光學微影的曝光最小線寬為何

光學微影(Optical lithography)是一種用於在半導體製造中形成微小圖案的方法。這種技術使用光線透過一個光罩(reticle或mask)來投影到光刻膠(photoresist)上,從而在晶圓上形成所需的圖案。

光學微影的曝光最小線寬(half-pitch)受到幾個因素的限制,包括光線的波長、光學系統的數值孔徑(numerical aperture,NA)、光罩的解析度以及光刻膠的特性。隨著技術的進步,這些限制已經被逐步突破,使得能夠生產出具有更小線寬的晶片。

在20世紀90年代,光學微影的標準波長為248納米(krypton fluoride雷射)和193納米(argon fluoride雷射)。這些波長的曝光最小線寬約為100納米。

隨著技術的發展,193納米波長的沉浸式光學微影(immersion lithography)技術被引入,其中光線在投影到晶圓之前會穿過水或其他介質,這使得光線的實際波長變得更短,從而提高了解析度。這種技術已經將曝光最小線寬縮小到20納米以下。

此外,極紫外線(EUV)光刻技術已經被開發和應用,其波長為13.5納米,這進一步提高了曝光最小線寬的限制。使用EUV技術,目前已經能夠實現幾納米級別的線寬曝光。

然而,這些技術的發展也面臨著挑戰,包括光罩的製造難度、光刻膠的開發、光學系統的設計以及生產成本等。因此,曝光最小線寬的進一步縮小需要持續的創新和技術進步。