半導(dǎo)體細(xì)微化（Scaling）是目前半導(dǎo)體行業(yè)最熱門的話題之一。隨著DRAM等的芯片元器件在內(nèi)的大部分電子元器件和存儲(chǔ)單元趨于超小型化，對(duì)于高度集成技術(shù)的需求也逐漸提高，超小型芯片將可以儲(chǔ)存并快速處理天文數(shù)字般的數(shù)據(jù)量。

如今，半導(dǎo)體細(xì)微化（Scaling）最為核心的是新一代曝光技術(shù)——極紫外光刻（Extreme Ultra Violet，簡(jiǎn)稱EUV）技術(shù)。

“摩爾定律已經(jīng)終結(jié)” 半導(dǎo)體細(xì)微化技術(shù)陷入瓶頸

半導(dǎo)體細(xì)微化已進(jìn)入10納米時(shí)代，之前的“多重成像（Multi Patterning）”技術(shù)已不再奏效。因?yàn)椋?0納米級(jí)芯片制程中，之前的氟化氬曝光技術(shù)（Argon Fluoride, 簡(jiǎn)稱ArF ）已經(jīng)陷入瓶頸。迄今為止，半導(dǎo)體行業(yè)一直遵循每隔24個(gè)月芯片集成度翻一番的“摩爾定律”。然而，如今隨著光刻工藝難度越來(lái)越高，曾經(jīng)輝煌沿用的摩爾定律也終將被淘汰。

光刻工藝是用激光在晶圓上繪制超微電路的半導(dǎo)體制造流程之一，其電路圖案轉(zhuǎn)移到晶圓的過(guò)程與傳統(tǒng)相片的制作過(guò)程類似，故“光刻工藝”的英文有“Photo”一詞。

“光刻法（Photolithography）”是一種圖案轉(zhuǎn)移及復(fù)印技術(shù)，通過(guò)把光照射在包含電路圖形信息并預(yù)制成金屬圖案的掩膜版（Mask）或原裝玻璃板上，從而實(shí)現(xiàn)將出現(xiàn)的影子復(fù)制轉(zhuǎn)移到晶圓上。這種在晶圓上形成預(yù)設(shè)計(jì)的圖案為半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵工藝。在此過(guò)程中，電路圖案的細(xì)微程度是半導(dǎo)體技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的決定性因素。

“細(xì)微化（Scaling）”，即縮小半導(dǎo)體電路晶體管器件電門的長(zhǎng)度的，一直被視作業(yè)界最為重要的課題。晶體管電門就如同一座連接源級(jí)和漏級(jí)的橋梁，是調(diào)節(jié)電流的閥門。因此，電門長(zhǎng)度越短，從源極流向漏極的電子數(shù)量也就越大，電路運(yùn)行速度也相應(yīng)越快。

近年以來(lái)，半導(dǎo)體曝光設(shè)備進(jìn)展迅速，均使用帶有高數(shù)值孔徑（numerical aperture，簡(jiǎn)稱NA）的較大透鏡或短波光源。但當(dāng)柵極長(zhǎng)度縮小到30納米以下后，現(xiàn)有的液體浸沒(méi)式氟化氬曝光設(shè)備（ArF）將會(huì)達(dá)到極限。

到18納米的DRAM芯片采用的是多重成像技術(shù)，但這會(huì)造成工序增加、生產(chǎn)率下降、材料費(fèi)上升的問(wèn)題，從而導(dǎo)致成本上升。當(dāng)處理工序數(shù)量多達(dá)500-600道時(shí)，可見(jiàn)該技術(shù)已走到了盡頭。解決這一問(wèn)題的唯一辦法取決于短波光，利用更加“纖細(xì)的筆觸”精細(xì)地繪制電路。