如前所述,集成电路的精细程度,取决于光刻中光在胶上刻出的窗口的精细程度,那么显然以光作刀的这种光,应当是越锋利越好,也就是波长越短越好。

大家知道,在可见光范围内,红橙黄绿青蓝紫,依次频率越来越高,波长越来越短。如果再继续延伸,就到了人们用眼睛看不见的紫外光,波长就更短。因此,光刻中用于曝光的光,最早就是紫外光,然后一步一步缩短,进而用深紫外光,现在最先进的荷兰SDML光刻机用的是极紫外光(又叫远紫外光、EUV)。

最早作为曝光光源使用的高压汞灯,产生的紫光波长先后有436nm(即0.436μm)和365nm两种。接下来用准分子激光器产生的深紫外激光,分别是KrF准分子深紫外激光248nm,ArF准分子深紫外激光193nm,F2准分子深紫外激光157nm。之所以称之为准分子,是因为氪Kr、氩Ar都是惰性气体元素,惰性元素是不应当与氟F元素形成化合物的,只不过在激光器中它们与氟F按照1:1的比例混合,分别构成类似于化合物的KrF和ArF;同样道理氟元素F本来是单身主义者F,为了表示它与传统意义上的氟气体不同而写成了F2。这些都是无法以分子的形式单独混迹于江湖的合伙集团,所以称之为准分子。现在最先进的光刻机所使用的光源波长只有13.5nm,称为超紫外光;至于这种超紫外光是怎么产生的,后面的篇幅会有交待。中国台湾的台积电公司和韩国的三星公司,就是利用以这种13.5nm波长的超紫外光光源的光刻机,制作出了5nm精度的集成电路,并且他们还正在继续用它向3nm的尺度冲击。

由于微米μm、纳米nm的尺度与我们周围物体的大小,相差太远,所以大家对于它们没有真实的感觉。为了便于大家形象思维,首先提醒大家,1米等于1000毫米,1毫米等于1000微米,1微米等于1000纳米,即1m=1000mm, 1mm=1000μm, 1μm=1000nm;接下来,我将微米μm和纳米nm,与我们相对略微熟悉一些的东西做个比较。

不过,我仅制作下面一个尺度分布表,让大家自己去比较。至于比较后的感觉,作为课后作业留给大家。不是大家都听说过吗,满堂灌的方式很不好。

光刻技术很重要吗(光刻与光刻机知识通俗系列介绍)(1)

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