■什么是光刻（Lithography）

有一种说法是，现代文明是电子芯片驱动的。从航天事业到日常生活，电子芯片对于现代文明的影响无处不在。而这所有的芯片，又无一例外都是光刻工艺的产物。

人类社会对于“刻” 、“做标记” 并不陌生。做为文明的标志，远古的人们在洞穴中刻出了生命的图腾。做为现代科学的象征，今天的人们在半导体晶片上刻出电路的结构。远古的人们用的是木头，石头，今天人们更加聪明，需要刻在更加微小的尺度上，人们用的是电和光。

在硅晶片上刻出的间距只有50纳米的线

同样是一个“刻”，刻在半导体上就成了电路？当然没有这么简单。光刻只是在半导体上刻出晶体管器件的结构，以及晶体管之间连接的通路。要真正地实现电路，则还需要搀杂，沉积，封装等系列芯片工艺手段。但光刻是第一步，整个芯片工艺所能达到的最小尺寸也是由光刻工艺决定的。

■为什么是极端远紫外

芯片工业的本质被摩尔定律描述得非常准确。用更通俗的话讲，整个芯片工业这二三十年来只有一个主题：把晶体管尽量做小，把尽可能多的晶体管做到一起。在这个不变的主题下，芯片工艺不断地更新。从最开始的2微米芯片工艺逐步微缩到目前的0.15、0.13微米。

0.15、0.13指的都是芯片工艺所能刻出的最小的尺度。而这个最小尺度主要是由光刻工艺所用光源的光波长决定的。所用的光波长越短，所能达到的尺度越小，所能取得的集成度越高。

也正是由于此，芯片工艺所用的光源从可见光过渡到紫外、远紫外，最后连远紫外的光源都无法满足技术的要求，EUVL（极端远紫外）芯片工艺技术也就应运而生。

■精英汇萃

关于EUVL理论上的探讨和初步的实验在80年代中期就有学者做过相关工作。但一直到90年代末期，芯片工艺的飞速发展以及微缩过程中所遇到的种种难题才使得工业界产生了紧迫感。而且集成电路发展的过程也清楚地显示，如果不对当前的芯片工艺做大刀阔斧的改进，尽快地推出EUVL工艺，摩尔定律甚至整个芯片工业都将面临前所未有的危机。

基于共同的认识，芯片业界的巨人Intel、AMD、Motorola以及美国三个国家级重点实验室联手合作，在1997年成立EUVL联盟，斥资2.5亿美元开发EUVL的实验系统。（如下图所示）

点击可放大

■巨大的技术挑战

EUVL系统主要由四部分构成：

无论是哪个部分，传统的光刻工艺都无用武之地，需要重新设计。

首先，极端紫外光源非常难设计，现有的激光器在极端紫外光谱输出功率低，无法达到光刻所需的能量要求。而让问题变得更复杂的是，极端紫外光会被绝大多数的材料吸收，包括空气，传统的光刻透射投影设备等。

因此，EUVL系统需要在高真空的环境中才能得以实现。而且传统的透射投影的方法已经完全无法采用，而只能采用更加麻烦，需要更精确控制的反射投影系统。其中反射镜的设计，系统控制所需要达到的精度，成像均匀的保证等，都是需要进一步深入研究的问题。

点击可放大

（责任编辑 吴北 jiaoxq@staff.ccidnet.com）