光刻機發展曆程

第一二代均為(wei) 接觸接近式光刻機，曝光方式為(wei) 接觸接近式，使用光源分別為(wei) 436nm的g-line 和365nm的i-line，接觸式光刻機由於(yu) 掩模與(yu) 光刻膠直接接觸，所以易受汙染，而接近式光刻機由於(yu) 氣墊影響，成像精度不高。

第三代為(wei) 掃描投影式光刻機，利用光學透鏡可以聚集衍射光提高成像質量將曝光方式創新為(wei) 光學投影式光刻，以掃描的方式實現曝光，光源也改進為(wei) 248nm的KrF，實現了跨越式發展，將最小工藝推進至180-130nm。

第四代步進式掃描投影光刻機，最具代表性的光刻機產(chan) 品，1986年由ASML首先推出，采用193nmArF 激光光源，實現了光刻過程中，掩模和矽片的同步移動，並且采用了縮小投影鏡頭，縮小比例達到 5：1，有效提升了掩模的使用效率和曝光精度，將芯片的製程和生產(chan) 效率提升了一個(ge) 台階。2002年以前，業(ye) 界普遍認為(wei) 193nm光刻無法延伸到65nm技術節點，而157nm將成為(wei) 主流技術。然而，157nm光刻技術遭遇到了來自光刻機透鏡的巨大挑戰。正當眾(zhong) 多研究者在157nm浸入式光刻麵前躊躇不前時，時任TSMC資深處長的林本堅提出了193nm浸入式光刻的概念。2007 年ASML 與(yu) 台積電合作開發成功推出第一台浸沒式光刻機。193nm 光波在水中的等效波長縮短為(wei) 134nm，足可超越 157nm 的極限，193nm 浸入式光刻的研究隨即成為(wei) 光刻界追逐的焦點， 2010 年， 193nm 液浸式光刻係統已能實現 32nm 製程產(chan) 品，到2012年，ArF光刻機已經最高可以實現 22nm 的芯片製程，浸沒式光刻技術憑借展現出巨大優(you) 勢，成為(wei) EUV 之前能力最強且最成熟的技術。

第五代光刻機——EUV，所謂EUV，是指波長為(wei) 10-14納米的極紫外光。前四代光刻機使用都屬於(yu) 深紫外光，但在摩爾定律的推動下，半導體(ti) 產(chan) 業(ye) 對於(yu) 芯片的需求已經發展到5nm，甚至是3nm，浸入式光刻麵臨(lin) 更為(wei) 嚴(yan) 峻的鏡頭孔徑和材料挑戰。第五代 EUV光刻機，可將最小工藝節點推進至5nm、3nm。

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