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化学与光刻/Uzodinma
4.1 简介 109 4.2 促成光刻技术发明和发展的化学关键发展 110 4.2.1 四元素理论 113 4.2.2 化学作为一门独特的学科 115 4.2.3 炼金术 116 4.2.4 关于火和燃烧性质的早期理论 118 4.2.5 燃素理论 119 4.2.6 现代化学的开端 124 4.2.7 在普通空气中发现简单气体 125 4.2.8 光的吸收 130 4.2.9 光的化学效应 131 4.2.10 现代化学的基础 134 4.2.11 后拉瓦时代的化学演变 139 4.3 化学反应定律和理论 140 4.3.1 原子理论140 4.3.2 恒比例定律或定比例定律 143 4.3.3 倍比例定律 144 4.3.4 互比例定律或当量定律 145 4.3.5 电化学理论 146 4.3.6 电解定律 150 4.3.7 体积结合定律 151 4.3.8 阿伏伽德罗假说 152
IRDS 2023 光刻
光刻和图案化将继续发展，但面临许多挑战。预计 2024 年将推出 0.55 NA 的高 NA 工具，但需要在光源、工具、掩模、材料、计算光刻和随机控制方面进行改进，以使这些工具能够投入生产使用。预计工艺窗口会很小，迫使使用更薄的光刻胶，并且可能还需要改进工艺集成方案。高 NA 工具的较小场尺寸对于某些产品设计来说很困难。这可能会刺激许多相对较小的芯片的高性能封装的增长。人们也在考虑采用更大的掩模尺寸来实现更大的曝光场。需要改进光刻胶和相关材料，但即使有了改进，为了能够充分控制随机效应，印刷剂量仍将继续增加。从长远来看，可以开发更高 NA 的 EUV（“超 NA”），但这面临许多技术挑战，并且可能被证明不如 0.33 或 0.55 NA EUV 的多重图案化有效。化学增强型光刻胶将至少在 1 纳米逻辑节点之前继续作为主力光刻胶，但基于金属的新型光刻胶（湿法和干法沉积）显示出良好的前景。随着世界对环境问题的关注度不断提高，能源效率和化学安全性也成为关注的焦点。
纳米压印光刻用光刻胶
micro resist technology GmbH 自 1999 年以来一直为纳米压印光刻 (NIL) 提供量身定制的光刻胶配方。我们产品的独特关键特性是出色的成膜和压印性能以及出色的图案保真度和等离子蚀刻稳定性。我们的纳米压印光刻胶主要用作干蚀刻掩模，用于将图案转移到各种基板上，例如 Si、SiO 2、Al 或蓝宝石。
光刻和EUV光刻
最先进的半导体光刻将我们世界上最先进的光学系统与巧妙设计且高度优化的光化学材料和过程结合在一起，以制造使我们的现代信息社会的微型和纳米结构。应用光学，化学和材料科学的独特组合为对应用自然科学和技术感兴趣的科学家和工程师提供了理想的游乐场。多年来，光刻图案技术的发展几乎仅仅是按照驱动的扩展，并着重于改进分辨率，以支持戈登·摩尔（Gordon Moore）将更多组件挤在集成电路上的愿景。尽管这种缩放量仍未达到其最终限制，但在具有所需统一性且没有缺陷的半导体芯片上产生更多和较小的模式变得越来越困难和昂贵。针对新兴新颖应用的未来光刻技术必须强调不同的要求，包括三维（3D）形状控制，新颖（功能）材料的整合，非平面表面上的图案，对目标模式的灵活适应最终应用等等等。在技术开发50多年的技术开发中获得的半导体光刻者的知识和经验为开发新型微型和纳米技术驱动的应用提供了重要关键。它还应帮助高级工程师和经理对替代方法和应用程序的看法。本书并不是要提供对印刷图案技术各个方面的完整描述。这本书的材料是在多年的有关光刻的讲座上编写的：在Friedrich-Alexander-University-University Erlangen-Nuremberg上的技术，身体效果和建模，并为公司的特殊方面以及公司的特殊方面以及作为会议的附带活动准备专门的课程。本书旨在帮助有兴趣的学生具有物理，光学，计算工程，数学，化学，材料科学，纳米技术和其他领域的背景的学生，以在纳米化的光刻技术的迷人领域开始使用。相反，该书着重于对图像和模式形成的基本原理的解释。
EUV 光刻中的氢气回收
DWARDS VACUUM 开发了一种氢气回收系统 (HRS)，可以回收和再利用极紫外 (EUV) 光刻工具使用的约 80% 的氢气。该系统降低了净氢气消耗和成本，降低了供应中断带来的财务和工艺风险以及氢气运输和分配的安全风险，并降低了 EUV 光刻的总能耗和碳足迹。EUV 光刻在所有先进节点制造中都是必不可少的。事实证明，它适合大批量生产，其减少工艺周期数的经济效益现已明确，并且运行中的系统数量正在稳步增加。EUV 工具使用大量氢气，目前约为每分钟 600 标准升，并且可能进一步增加。回收和再循环氢气使制造商能够大幅削减供应需求。Edwards 的 HRS 是与比利时鲁汶 imec 合作开展的十年开发计划的成果。该系统
用于纳米制造的X射线光刻技术：有未来吗？
在X射线光刻（XRL）过程中，一些对X射线敏感并在特定溶剂中照射后改变溶解速率的材料（称为抗蚀剂）通过掩模暴露于X射线源并被图案化。掩模由重Z元素（Au，W等）组成，用作吸收区，而载体基板由低衰减元素（Si，Be，金刚石，SiC，SiNx等）组成（Tormen等人，2011年）。 XRL 的概念最早由 H. Smith 和 Spears 于 1972 年提出（Spears and Smith，1972；Smith 等，1973），由于其波长更短、穿透深度更大（比传统紫外光刻技术更短），引起了微纳米制造界的关注，为构建具有高深宽比、厚光刻胶和几乎垂直侧壁的微型器件提供了新的可能性（Maldonado 等，1975；Maydan 等，1975）。XRL 是 LIGA 工艺 [德语缩写 Lithographie Galvanoformung Abformung，意为光刻电沉积、成型（Becker 等，1986）] 的基本步骤，包括在显影的光刻胶结构中电沉积金属，以获得模具或电极，用于后续的复制工艺，如成型或电火花加工。 X 射线可分为软 X 射线和硬 X 射线（或深 X 射线），软 X 射线的能量范围为 150 eV 至约 2 keV，硬 X 射线（或深 X 射线）的能量则大于 5 keV。软 XRL 适用于光刻胶厚度有限的高分辨率结构（< 50 nm）。深 XRL（DXRL）通常用于 LIGA 工艺及照射厚光刻胶（数百微米）。目前，同步辐射设备中已有 XRL 技术。半导体行业对 XRL 的兴趣与技术节点的定义有关。该术语指的是特定的半导体制造工艺及其设计规则：最初，节点号定义了栅极长度或半节距（HP），而目前（22 nm 以下）它与采用特定技术制造的特定一代芯片有关。由于波长比紫外线更短，XRL 有可能确保所有技术节点的“分辨率储备”。此外，它不需要像紫外光刻那样在每个技术节点上都使用不同的设备。然而，该技术的潜力尚未得到充分发挥，因为人们首先关注的是紫外光刻，然后是极紫外光刻（Tormen 等人，2011 年）。最近，XRL 引起了 Next 2 节点（10 纳米技术节点以外）及以后的新关注，这主要是由于软 X 射线干涉光刻的潜力（Wu 等人，2020 年，Mojarad 等人，2015c 年）。
可溶解模板纳米压印光刻
图 1. (a) DT-NIL 制造工艺示意图，显示 1) 在模板表面沉积 0.1 mL/cm 2 的丙烯酸树脂，2) 以 500 rpm 的速度旋涂丙烯酸树脂 60 秒（可选，参见支持信息 S.2），3) 在室温下干燥丙烯酸树脂，4) 从母版表面脱模模板，5) 得到可溶解的丙烯酸树脂模板。 (b) 原始（母版）Neotibicen pruinosus 蝉翅膀的照片，(c) 原始翅膀上纳米柱特征的相应扫描电子显微照片 (SEM)，使用原子力显微镜 (AFM) 测量，平均柱高 (hav g) = 332 ± 28 nm 和平均直径 (dav g) = 148 ± 8 nm。 20 (d) 从 (b) 中所示的原始翼母版压印的可溶解模板的照片，对应的 (e) SEM 显示用 AFM 测量的 h avg = 337 ± 32 nm 和 d avg = 146 ± 8 nm。 (f) 用 AFM 获得的原始翼上的纳米柱和在模板上创建的纳米孔的高度和 (g) 直径分布。
