大有前途的电子束光刻技术

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大有前途的电子束光刻技术

作者：杨红瑶

来源：《科技资讯》2012年第31期

摘要：本文介绍了电子束光刻技术的基本原理及发展情况，对电子束光刻技术在现代高

技术产业中的重要作用进行了论述，并对比其他微细加工技术，提出要大力发展我国的电子束光刻技术与设备。

关键词：微电子技术电子束光刻前途

中图分类号：TN305 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（a）-0072-01

光刻是现代集成电路制造的基础工艺技术，也是最关键、最核心的加工技术。它就像洗相片一样，将电路图形投影到底片（硅芯片）上，然后刻蚀加工出电路、元器件。制造一片集成电路，要经过200～300多道工序，其中要经过多次光刻，占用总加工时间的40%～50%，光刻工艺的水准直接决定了一国电子技术的水平。

现代微电子技术的发展基本遵循摩尔定律，也就是说：每18个月左右，集成电路元器件的特征尺寸要缩小1/2，集成密度要增加一倍。西方发达国家把微电子技术作为一项战略产业，对发展中国家严格实行技术封锁限制。像美国国会就规定，卖给中国的集成电路关键加工设备要比美国的水平低2代。今天，INTEL（英特尔）公司已经可以投产元器件尺寸为10 nm 左右的集成电路，而我国相应的水平只有40 nm，加工水平相差2代（即20 nm、10 nm）。

我国已经在过去数个五年计划中将微电子技术列为高技术重点工程，在一些方面取得了一定进展。这其中光刻加工设备一直是重点中的重点。目前，国际上采用的主流工艺是光学光刻。光学光刻的光源从波长较长的红外线一直发展到了今天的紫外线，但是光学光刻正在日益接近其物理极限，也就是说再往小的加工，就会遇到原理性的障碍，而无法进行下去。各工业强国都在加紧开发下一代光刻工艺，主要的技术方法有：x射线光刻、深紫外线投影光刻、电子束光刻、离子束光刻等。在各种方案中，电子束光刻以其特有的魅力，成为大有前途的下一代加工技术。

所谓电子束光刻，就是用电子源发出电子束，经过掩膜和电子透镜，将图案投射到硅片上，从而形成电子线路的工艺技术。电子束加工技术是近30年来发展起来的一门新兴技术，它集电子光学、精密机械、超高真空、计算机自动控制等近代高新技术于一体，是推动微电子技术和微细加工技术进一步发展的关键技术之一，因而已经成为一个国家整体技术水平的象征。电子束曝光技术广泛地应用于高精度掩膜、新一代集成电路研制及新器件、新结构的研究与加工等方面。目前，世界各国都投入了大量人力、物力、财力进行电子束微细加工技术研究。20世纪90年代以来，美、日的一些研究部门采用电子束曝光技术，已经制造出高精度纳米级掩膜和器件。电子束光刻也是研究新一代量子器件的有力工具。