光刻技术在微电子设备上的应用及展望

　　光刻技术的原理，就是用光学复制的手段，在半导体中形成图像，进而用来制作电路和为微电子设备服务。近年来，我国的光刻技术发展非常迅速，在集成电路的生产中应用非常广泛，已经具备了较为独立和成熟的光刻能力。在未来，光刻技术在微电子设备上的应用还将会继续发展。本文对光刻技术在微电子设备上的应用和发展进行了一些分析和展望。

　　【关键词】光刻技术微电子设备应用分析展望

　　光刻技术在微电子设备中应用的关键，是光的应用能力及相关操作问题。我国光刻技术经历了较长时间的发展，从最开始的技术落后到现今的逐渐成熟，我国光刻技术在微电子设备上的应用取得了可喜的成果。今后随着微电子设备的不断发展，光刻技术仍然需要进一步改进和提升。因此，对于光刻技术在微电子设备上的应用研究是非常有意义的。

　　1光刻技术在微电子设备上的应用

　　在光刻技术和微电子设备的发展过程中，二者是共生、依存的关系，二者的发展进步都离不开对方的演变。在上世纪第一台光刻机问世后，光刻技术一直都在以惊人的速度发展，我国的光刻技术发展成果也非常显著，已经可以熟练掌握2μm、1μm、0.5μm、0.25μm等不同要求的光刻技术，并着重研发了1μm光刻技术，且取得了较大成就。当然，在光刻技术发展的过程中，微电子设备的发展也在不断进行着。世界上第一个半导体晶体管同样诞生于上个世纪，到目前为止，半导体晶体管的发展已经经历了半个多世纪的时间，加工尺寸越来越小，目前我国以及跟可以加工纳米为单位的半导体晶体管，可见微电子设备发展的迅速。微电子设备的迅速发展，和光刻技术的进步是分不开的，可以说光刻技术的技术能力对于微电子设备的研发有着最为关键的影响作用。光刻技术的应用贯穿了微电子设备生产的各个环节，随着光刻技术发展的多样化、成熟化、独立化，微电子设备的生产也显现出了同样的趋势。

　　随着光刻机激光功率的提升以及光刻抗腐蚀能力的增加，光刻技术的成本下降了很多，这引发了微电子设备发展的一次新的浪潮。但是我们需要重视是，光刻技术虽然已经取得了让人可喜的成就，但是其仍然存在一些固有的缺点，因而，微电子设备在依赖光刻技术的情况下，要想实现大跨越式的发展，就必须克服当前光刻技术的一些缺点，革新相关技术。这正是当前相关科研工作者在努力研究的方向，也是未来微电子设备发展的瓶颈。

　　2微电子设备应用光刻技术的发展展望

　　2.1微电子设备发展对集成电路的高要求

　　从微电子设备诞生以来，微电子设备的生产就对集成电路的要求较高，集成电路制造工艺的高低也直接决定了微电子设备的质量高低。在未来微电子设备的继续发展过程中，要想进一步提升质量、提升工作能力，就必须加大对集成电路的科研工作，提升集成电路的技术含量。可以预见的是，未来微电子设备对集成电路制造过程中的光刻要求会越来越高，而目前的光刻技术是难以满足那样的高要求的，因此，未来光刻技术的发展仍然会是相当长一段时间内制约集成电路和微电子设备发展的重要因素，除非有新的集成电路制造技术能够在高标准的要求下取代光刻技术。不过从目前的科研情况来看，要利用新型技术实现对目前光刻技术的合理取代仍然需要一段较长的研究时间。

　　2.2光刻技术发展面临的瓶颈

　　在经历了半个世纪左右的发展后，光刻技术已经基本成熟，其理论依据、技术能力已经到达了一定的瓶颈。从光刻技术的发展历程来看，随着光刻手段的不断更新，光刻技术能够完成的尺寸越来越小，但是这种光刻技术的发展不会让其能够完成的尺寸无限小下去，根据相关科研人员和业内人士的观点，光刻技术的完成尺寸瓶颈将会是50nm，50nm可以说是在目前的光刻原理下光刻技术所能完成的极限尺寸，小于50nm的光刻尺寸光刻技术将很难能够完成。也许当光刻技术到达50nm后，由于其工作能力无法和微电子设备的发展相匹配而会滋生出新兴的技术来取代光刻技术，但是为目前为止，人类的光刻技术还未能达到50nm，而且，在未来几年之内，人类的光刻技术也最多只能到达70nm，要达到50nm的光刻标准，光刻技术还将经历一段较长的发展历程。据科研人员描述，70nm光刻技术已经具有相当的难度，包含了多种高科技的光刻手段，而光刻技术要想超越50nm的瓶颈，必须采用跨越式的光刻技术，这将是未来人类光刻技术发展的一大目标。

　　2.3极紫外曝光光刻技术的应用

　　在未来光刻技术的发展中，极紫外曝光光刻技术的应用可能是光刻技术发展的重要方向。极紫外曝光光刻技术是人类的新发现，源于稀有金属的发现。极紫外曝光光刻技术目前的研究还远未达到成熟，但是其在光刻技术中的超强能力已经逐渐体现了出来，受到相关科研工作者的关注。研究人员表示，在未来极紫外曝光13nm将会在光刻技术中有很大的发展前景，将有可能成为人类突破50nm的光刻技术瓶颈的关键。通过目前的一系列研究同样可以发现，极紫外曝光光刻技术具有非常大的发展潜力，其应用范围较为广泛，甚至可以让微电子设备电路板的宽度小到0.05μm左右，这项技术一旦成熟，其成就将会是突破性的、历史性的，对于未来微电子设备的发展有着重要的影响作用。在目前光刻技术面临瓶颈的情况下，未来极紫外曝光光刻技术的发展将会是微电子设备科研工作者的主要研发方向。

　　3总结

　　21世纪将会是光刻技术和微电子设备发展的黄金时间，随着相关科研工作者的努力，相信下一代光刻技术一定会在未来某个时间点诞生，突破目前的光刻技术瓶颈，迎来光刻技术发展的新阶段。当然，光刻技术和微电子设备之间的相互依赖关系仍然将会在未来一段时间内保持下去，光刻技术的进步仍然将深刻地影响微电子设备的发展。

　　作者：任杰  中国空空导弹研究院 河南省洛阳市 471000 

　　参考文献 

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