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1、实验技术3光刻与等离子体刻蚀技术刘之景(中国科学技术大学天文与应用物理系合肥230026)刘晨(中国科学技术大学电子工程与信息科学系合肥230027)摘要介绍了光刻与等离子体刻蚀技术的特点与进展,阐述了等离子体刻蚀的物理机制与前沿问题.关键词光刻,等离子体刻蚀,物理机制LITHOGRAPHYANDPLASMAETCHINGTECHNOLOGYLiuZhijing(DepartmentofAstronomyandAppliedPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230
2、026)LiuChen(DepartmentofElectronEngineeringandInformationScience,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230027)AbstractThecharacteristicsandprogressoflithographytechniqueandplasmaetchingtechnolo2gyaresummarized.Theirphysicalmechanismsandcurrentresearchproblemsarea
3、lsoexplained.Keywordslithography,plasmaetching,physicalmechanism表1IC发展趋势1引言年199519982001200420072010技术指标特征尺寸/μm013501250118011301100107巴丁、布拉顿和肖克莱(Bardeen,Brattain,DRAM集成度/bit64M256M1G4G16G64GShockley)于1947年发明了第一支晶体管,芯片面积/mm219028042064096014001960年德克萨斯仪器公司(TexasInstrume
4、nts)晶面直径/mm200200300300400400制造了第一块集成电路逻辑互连层数4—555—666—77—8(IC),以后的发展突飞猛进,高登·莫尔(GordonMoore)观察到集成电在标志着一个国家综合实力的集成电路工路元件密度从1960年到1987年逐年加倍,并业中,衡量其水平的DRAM3年更新一代,储预计到2000年芯片上元件数可达到10亿个.存容量提高4倍,特征尺寸下降30%,芯片面高登·莫尔在得到元件数目发展规律的同时,揭积增加60%.1998年,DRAM达到256Mbit,示出元件临界尺寸不断减小.动态随机存储
5、器特征尺寸为0125μm.预计本世纪末DRAM达(DRAM)的价格逐年下降,这就给工业提供了一个强刺激,微电子工业迅速革新的记录历史上无与伦比.表1给出了IC发展趋势[1].31998-12-03收到初稿,1999-01-26修回28卷(1999年)7期·425·2到1Gbit,芯片面积达706cm(12in圆片),集影光刻机为代表的现代光学曝光技术,由于在成度为每立方厘米几千万只晶体管.到2010生产效率、大批量生产、工业应用基础和技术成年,DRAM达到64Gbit,特征尺寸为0107μm.熟程度等方面占有明显优势,仍然是当前和今新
6、一代器件将采用多层交互连接,各层之间要后一个长时期光刻加工的主流技术.然而,光学求更平坦的高品质低温沉积介质膜,表面封装光刻存在着极限分辨率较低和焦深不足的问采用钝化保护膜工艺,并希望实现全硅光电子题.所以光学光刻的发展潜力受到人们的怀疑.集成和新材料新工艺集成.智能剥离SOI(sili2近年来光学光刻技术的进步和高经济效益,使cononinsulator)技术和LIGA(德文lithograph2光学光刻的极限线宽进一步下降,所以光学光icgalvanoformungabformung)工艺被认为是21刻至今仍在大批量生产中占主导地
7、位.正在发世纪硅集成电路技术.以集成电路为基础,以计展的新一代光学光刻技术主要包括相移掩模技算机为代表的信息电子产业已发展成为世界上术和193nmArF准分子激光光刻技术.前者可最大的产业.半导体工业经过50多年的发展,以提高光刻分辨率和改善焦深,后者在激光透到2000年半导体集成电路总市场额将达到镜材料、光学系统、光致抗蚀剂的光吸收等问题3000亿美元,而整个信息电子产业将达到3万上的研究都取得了很大进展,已经刻蚀出了亿美元.到目前为止,还没有一种科技工业可以0112μm图形线宽,而且0110μm,01088μm和[2—5]代替半导
8、体集成电路的作用,在未来二三十年0107μm的光刻可能性也有报道.内,它仍然是信息社会的基础和知识经济的燃料.光刻和等离子体刻蚀是集成电路制造的关键加工技术,它还被应用于材料芯片和生物芯片(DNA芯片)的加工.下面介绍光
