1 引言

光刻技術(shù)作為半導(dǎo)體及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)之一，一方面在過(guò)去的幾十年中發(fā)揮了重大作用；另一方面，隨著光刻技術(shù)在應(yīng)用中技術(shù)問(wèn)題的增多、用戶對(duì)應(yīng)用本身需求的提高和光刻技術(shù)進(jìn)步滯后于其他技術(shù)的進(jìn)步凸顯等等，尋找解決技術(shù)障礙的新方案、尋找COO更加低的技術(shù)和找到下一倆代可行的技術(shù)路徑，去支持產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步也顯得非常緊迫，備受人們的關(guān)注。就像ITRS對(duì)未來(lái)技術(shù)路徑的修訂一樣，上世紀(jì)基本上3～5年修正一次，而進(jìn)入本世紀(jì)后，基本上每年都有修正和新的版本出現(xiàn)，這充分說(shuō)明了光刻技術(shù)的重要性和對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的影響。如圖1所示，是基于2005年ITRS對(duì)未來(lái)幾種可能光刻技術(shù)方案的預(yù)測(cè)。也正是基于這一點(diǎn)，新一輪技術(shù)和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)正在如火如荼的展開(kāi)，大量的研發(fā)和開(kāi)發(fā)資金投入到了這場(chǎng)競(jìng)賽中。因此，正確把握光刻技術(shù)發(fā)展的主流十分重要，不僅可以節(jié)省時(shí)間和金錢(qián)，同時(shí)可以縮短和用戶使用之間的周期、縮短開(kāi)發(fā)投入的回報(bào)時(shí)間，因?yàn)楣饪碳夹g(shù)開(kāi)發(fā)的投入比較龐大。

2 光刻技術(shù)的紛爭(zhēng)及其應(yīng)用狀況

眾說(shuō)周知，電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流和不可阻擋的趨勢(shì)是"輕、薄、短、小"，這給光刻技術(shù)提出的技術(shù)方向是不斷提高其分辨率，即提高可以完成轉(zhuǎn)印圖形或者加工圖形的小間距或者寬度，以滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求；另一方面，光刻工藝在整個(gè)工藝過(guò)程中的多次性使得光刻技術(shù)的穩(wěn)定性、可靠性和工藝成品率對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、良率和成本有著重要的影響，這也要求光刻技術(shù)在滿足技術(shù)需求的前提下，具有較低的COO和COC。因此，光刻技術(shù)的紛爭(zhēng)主要是廠家可以提供給用戶什么樣分辨率和產(chǎn)能的設(shè)備及其相關(guān)的技術(shù)。

2.1 以Photons為光源的光刻技術(shù)

在光刻技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)中，以光子為基礎(chǔ)的光刻技術(shù)種類(lèi)很多，但產(chǎn)業(yè)化前景較好的主要是紫外(UV)光刻技術(shù)、深紫外(DUV)光刻技術(shù)、極紫外(EUV)光刻技術(shù)和X射線(X-ray)光刻技術(shù)。不但取得了很大成就，而且是目前產(chǎn)業(yè)中使用多的技術(shù)，特別是前兩種技術(shù)，在半導(dǎo)體工業(yè)的進(jìn)步中，起到了重要作用。

紫外光刻技術(shù)是以高壓和超高壓汞(Hg)或者汞-氙(Hg-Xe)弧燈在近紫外(350～450nm)的3條光強(qiáng)很強(qiáng)的光譜(g、h、i線)線，特別是波長(zhǎng)為365nm的i線為光源，配合使用像離軸照明技術(shù)(OAI)、移相掩模技術(shù)(PSM)、光學(xué)接近矯正技術(shù)(OPC)等等，可為0.35～0.25μm的大生產(chǎn)提供成熟的技術(shù)支持和設(shè)備保障，在目前任何一家FAB中，此類(lèi)設(shè)備和技術(shù)會(huì)占整個(gè)光刻技術(shù)至少50％的份額；同時(shí)，還覆蓋了低端和特殊領(lǐng)域?qū)饪碳夹g(shù)的要求。光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方面，有全反射式(Catoptrics)投影光學(xué)系統(tǒng)、折反射式(Catadioptrics)系統(tǒng)和折射式(Dioptrics)系統(tǒng)等，如圖2所示。主要供應(yīng)商是眾所周知的ASML、NIKON、CANON、ULTRATECH和SUSS MICROTECH等等。系統(tǒng)的類(lèi)型方面，ASML以提供前工程的l:4步進(jìn)掃描系統(tǒng)為主，分辨率覆蓋0.5～0.25μm：NIKON以提供前工程的1：5步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)和LCD的1：1步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)為主，分辨率覆蓋0.8～0.35μm和2～0.8μm；CANON以提供前工程的1：4步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)和LCD的1：1步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)為主，分辨率也覆蓋0.8～0.35μm和1～0.8μm；ULTRATECH以提供低端前工程的1：5步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)和特殊用途(先進(jìn)封裝／MEMS／，薄膜磁頭等等)的1：1步進(jìn)重復(fù)系統(tǒng)為主；而SUSS MICTOTECH以提供低端前工程的l：1接觸／接近式系統(tǒng)和特殊用途(先進(jìn)封裝／MEMS／HDI等等)的1：1接觸／接近式系為主。另外，在這個(gè)領(lǐng)域的系統(tǒng)供應(yīng)商還有USHlO、TAMARACK和EV Group等。

深紫外技術(shù)是以KrF氣體在高壓受激而產(chǎn)生的等離子體發(fā)出的深紫外波長(zhǎng)(248 nm和193 nm)的激光作為光源，配合使用i線系統(tǒng)使用的一些成熟技術(shù)和分辨率增強(qiáng)技術(shù)(RET)、高折射率圖形傳遞介質(zhì)(如浸沒(méi)式光刻使用折射率常數(shù)大于1的液體)等，可完全滿足O.25～0.18μm和0．18μm～90 nm的生產(chǎn)線要求；同時(shí)，90～65 nm的大生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在開(kāi)發(fā)中，如光刻的成品率問(wèn)題、光刻膠的問(wèn)題、光刻工藝中缺陷和顆粒的控制等，仍然在突破中；至于深紫外技術(shù)能否滿足65～45 nm的大生產(chǎn)工藝要求，目前尚無(wú)明確的技術(shù)支持。相比之下，由于深紫外(248 nm和193 nm)激光的波長(zhǎng)更短，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)材料的開(kāi)發(fā)和選擇、激光器功率的提高等要求更高。目前材料主要使用的是融石英(Fused silica)和氟化鈣(GaF2)，激光器的功率已經(jīng)達(dá)到了4 kW，浸沒(méi)式光刻使用的液體介質(zhì)常數(shù)已經(jīng)達(dá)到1.644等，使得光刻技術(shù)在選擇哪種技術(shù)完成100nm以下的生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，經(jīng)過(guò)幾年的沉默后又開(kāi)始活躍起來(lái)了。投影成像系統(tǒng)方面，主要有反射式系統(tǒng)(Catoptrics)、折射式系統(tǒng)(Dioptrics)和折反射式系統(tǒng)(Catadioptrics)，如圖2所示。在過(guò)去的幾十年中，折射式系統(tǒng)由于能夠大大提高系統(tǒng)的分辨率而起到了非常重要的作用，但由于折射式系統(tǒng)隨著分辨率的提高，對(duì)光譜的帶寬要求越來(lái)越窄、透鏡中鏡片組的數(shù)量越來(lái)越多和成本越來(lái)越高等原因，使得折反射式系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)逐漸顯示了出來(lái)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)折反射式系統(tǒng)可能成為未來(lái)光學(xué)系統(tǒng)的主流技術(shù)，如NIKON公司和CANON公司用于FPD產(chǎn)業(yè)的光刻機(jī)，都采用折反射式系統(tǒng)，他們以前并沒(méi)有將這種光學(xué)系統(tǒng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域的光刻機(jī)，而是使用折射式系統(tǒng)，像ASML公司一樣。但隨著技術(shù)的進(jìn)步和用戶需求的提高，他們也將折反射技術(shù)使用到了半導(dǎo)體領(lǐng)域的光刻機(jī)上，如圖3所示的是NIKON公司開(kāi)發(fā)的一種用于浸沒(méi)式光刻的光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)原理圖。極紫外光刻技術(shù)承擔(dān)了目前大生產(chǎn)技術(shù)中關(guān)鍵層的光刻工藝，占有整個(gè)光刻技術(shù)的40％左右。不像紫外技術(shù)，涉入的公司較多，深紫外技術(shù)完全由ASML、NIKON和CANON三大公司壟斷，所有設(shè)備都以前工程使用的1：4步進(jìn)掃描系統(tǒng)為主，分辨率覆蓋了0.25～90 nm的整個(gè)范圍。值得一提的是，在90～65 nm的大生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)中，ASML已經(jīng)走在了其他兩家的前面，同時(shí)，45 nm技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室工藝已經(jīng)成功，設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)，這使得以氟(F2)(157 nm)為光源的光刻技術(shù)前景變得十分暗淡，專(zhuān)家預(yù)測(cè)的氟(F2)將是后一代光學(xué)光刻技術(shù)的可能性已經(jīng)十分小了，主要原因不是深紫外技術(shù)發(fā)展的迅速，而是以氟(F2)為光源的光刻技術(shù)諸如透鏡材料只能使用氟化鈣(CaF2)、抗蝕劑開(kāi)發(fā)緩慢、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)終沒(méi)有方向和后的分辨率只能達(dá)到80 nm等等因素。

極紫外(EUV)光刻技術(shù)早期有波長(zhǎng)10～100 nm和波長(zhǎng)1～25 nm的軟X光兩種，兩者的主要區(qū)別是成像方式，而非波長(zhǎng)范圍。前者以縮小投影方式為主，后者以接觸／接近式為主，目前的研發(fā)和開(kāi)發(fā)主要集中在13 nm波長(zhǎng)的系統(tǒng)上。極紫外系統(tǒng)的分辨率主要瞄準(zhǔn)在13～16 nm的生產(chǎn)上。光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，由于很多物質(zhì)對(duì)13 nm波長(zhǎng)具有很強(qiáng)的吸收作用，透射式系統(tǒng)達(dá)不到要求，開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)以多層的鋁(Al)膜加一層MgF2保護(hù)膜的反射鏡所構(gòu)成的反射式系統(tǒng)居多。主要是利用了當(dāng)反射膜的厚度滿足布拉格(Bragg)方程時(shí)，可得到大反射率，供反射鏡用。目前這種系統(tǒng)主要由一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和樣機(jī)開(kāi)發(fā)，光源的功率提高和反射光學(xué)系統(tǒng)方面進(jìn)步很快，但還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化的公司介入?？紤]到技術(shù)的延續(xù)性和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成本等因素，極紫外(EUV)光刻技術(shù)是眾多專(zhuān)家和公司看好的、能夠滿足未來(lái)16 nm生產(chǎn)的主要技術(shù)。但由于極紫外(EUV)光刻掩模版的成本愈來(lái)愈高，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中由于掩模版的費(fèi)用增加會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加，進(jìn)而會(huì)大大降低產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，這是極紫外(EUV)光刻技術(shù)快速應(yīng)用的主要障礙。為了降低成本，外有的研發(fā)機(jī)構(gòu)利用極紫外(EUV)光源，結(jié)合電子束無(wú)掩模版的思想，開(kāi)發(fā)成功了極紫外(EUV)無(wú)掩模版光刻系統(tǒng)，但還沒(méi)有商品化，進(jìn)入生產(chǎn)線。

X射線光刻技術(shù)也是20世紀(jì)80年代發(fā)展非常迅速的、為滿足分辨率100 nm以下要求生產(chǎn)的技術(shù)之一。主要分支是傳統(tǒng)靶極X光、激光誘發(fā)等離子X(jué)光和同步輻射X光光刻技術(shù)。特別是同步輻射X光(主要是O.8 nm)作為光源的X光刻技術(shù)，光源具有功率高、亮度高、光斑小、準(zhǔn)直性良好，通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的光束偏振性小、聚焦深度大、穿透能力強(qiáng)；同時(shí)可有效消除半陰影效應(yīng)(Penumbra Effect)等優(yōu)越性。X射線光刻技術(shù)發(fā)展的主要困難是系統(tǒng)體積龐大，系統(tǒng)價(jià)格昂貴和運(yùn)行成本居高不下等等。不過(guò)新的研究成果顯示，不僅X射線光源的體積可以大大減小，近而使系統(tǒng)的體積減小外，而且一個(gè)X光光源可開(kāi)出多達(dá)20束X光，成本大幅降低，可與深紫外光光刻技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。

2.2 以Particles為光源的光刻技術(shù)

以Particles為光源的光刻技術(shù)主要包括粒子束光刻、電子束光刻，特別是電子束光刻技術(shù)，在掩模版制造業(yè)中發(fā)揮了重要作用，目前仍然占有霸主地位，沒(méi)有被取代的跡象；但電子束光刻由于它的產(chǎn)能問(wèn)題，一直沒(méi)有在半導(dǎo)體生產(chǎn)線上發(fā)揮作用，因此，人們一直想把縮小投影式電子束光刻技術(shù)推進(jìn)半導(dǎo)體生產(chǎn)線。特別是在近幾年，取得了很大成就，產(chǎn)能已經(jīng)提高到20片／h(φ200 mm圓片)。

電子束光刻進(jìn)展和研發(fā)較快的是傳統(tǒng)電子束光刻、低能電子束光刻、限角度散射投影電子束光刻(SCALPEL)和掃描探針電子束光刻技術(shù)(SPL)。傳統(tǒng)的電子束光刻已經(jīng)為人們?cè)谘谀０嬷圃鞓I(yè)中廣泛接受，由于熱／冷場(chǎng)發(fā)射(FE)比六鵬化鑭(LaB6)熱游離(TE)發(fā)射的亮度能提高100～1000倍之多，因此，熱／冷場(chǎng)發(fā)射是目前的主流，分辨率覆蓋了100～200 nm的范圍。但由于傳統(tǒng)電子束光刻存在前散射效應(yīng)、背散射效應(yīng)和鄰近效應(yīng)等，有時(shí)會(huì)造成光致抗蝕劑圖形失真和電子損傷基底材料等問(wèn)題，由此產(chǎn)生了低能電子束光刻和掃描探針電子束光刻。低能電子束光刻光源和電子透鏡與掃描電子顯微鏡(SEM)基本一樣，將低能電子打入基底材料或者抗蝕劑，以單層或者多層L-B膜(Langmuir-Blodgett Film)為抗蝕劑，分辨率可達(dá)到10 nm以下，目前在實(shí)驗(yàn)室和科研單位使用較多。掃描探針電子束光刻技術(shù)(SPL)是利用掃描隧道電子顯微鏡和原子力顯微鏡原理，將探針產(chǎn)生的電子束，在基底或者抗蝕劑材料上直接激發(fā)或者誘發(fā)選擇性化學(xué)作用，如刻蝕或者淀積進(jìn)行微細(xì)圖形加工和制造。SPL目前比較成熟，主要應(yīng)用領(lǐng)域是MEMS和MOEMS等納米器件的制造，隨著納米制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，掃描探針電子束光刻技術(shù)(SPL)的前景有望與光學(xué)光刻媲美。另外一種比較有潛力的電子束光刻技術(shù)是SCALPEL，由于SCALPEL的原理非常類(lèi)似于光學(xué)光刻技術(shù)，使用散射式掩模版(又稱(chēng)鼓膜)和縮小分步掃描投影工作方式，具有分辨率高(納米級(jí))、聚焦深度長(zhǎng)、掩模版制作容易和產(chǎn)能高等優(yōu)勢(shì)，很多專(zhuān)家認(rèn)為SCALPEL是光學(xué)光刻技術(shù)退出歷史舞臺(tái)后，半導(dǎo)體大生產(chǎn)進(jìn)入納米階段的主流光刻技術(shù)，因此，有人稱(chēng)之為后光學(xué)光刻技術(shù)。

粒子束光刻發(fā)展較快的有聚焦粒子束光刻(FIB)和投影粒子束光刻，由于光學(xué)光刻的不斷進(jìn)步和不斷滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，使離子束光刻的應(yīng)用已經(jīng)有所擴(kuò)展，如FIB技術(shù)目前主要的應(yīng)用是將FIB與FE-SEM連用，擴(kuò)展SEM的功能和使得SEM觀察方便；另外，通過(guò)方便的注射含金屬、介電質(zhì)的氣體進(jìn)入FTB室，聚焦離子分解吸附在晶圓表面的氣體，可完成金屬淀積、強(qiáng)化金屬刻蝕、介電質(zhì)淀積和強(qiáng)化介電質(zhì)刻蝕等作用。投影粒子束光刻的優(yōu)點(diǎn)很明顯，但缺點(diǎn)也很明顯，如無(wú)背向散射效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，聚焦深度長(zhǎng)，大于l0μm，單次照射面積大，故產(chǎn)能高，目前可達(dá)φ200 mm硅片60片／h，可控制粒子對(duì)抗蝕劑的滲透深度，較容易制造寬高比較大的三維圖形等等；但也有很多缺點(diǎn)，如因?yàn)榭臻g電荷效應(yīng)，使得分辨率不好，目前只達(dá)到80～65 nm，較厚的掩模版散熱差，易受熱變形，有些時(shí)候還需要添加冷卻裝置等等。近幾年由于電子束光刻應(yīng)用的迅速擴(kuò)展，粒子束光刻除了在FIB領(lǐng)域的應(yīng)用被人們接受外，在MEMS的納米器件制作領(lǐng)域也落后于電子束和光學(xué)光刻，同時(shí)，人們對(duì)其在未來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也沒(méi)有給予厚望。

2.3 物理接觸式光刻技術(shù)

通過(guò)物理接觸方式進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)印和圖形加工的方法有多年的開(kāi)發(fā)，但和光刻技術(shù)相提并論，并納入光刻領(lǐng)域是產(chǎn)業(yè)對(duì)光刻技術(shù)的要求步入納米階段和納米壓印技術(shù)取得了技術(shù)突破以后。物理接觸式光刻主要包括Printing、Molding和Embossing，其核心是納米級(jí)模版的制作，圖4所示的是Printing(a)和Embossing(b)工藝流程原理。物理接觸式光刻技術(shù)中，以目前納米壓印技術(shù)為成熟和受人們關(guān)注，它的分辨率已經(jīng)達(dá)到了10 nm，而且圖形的均一性完全符合大生產(chǎn)的要求，目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域是MEMS、MOEMS、微應(yīng)用流體學(xué)器件和生物器件，預(yù)測(cè)也將是未來(lái)半導(dǎo)體廠商實(shí)現(xiàn)32 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的主流技術(shù)。由于目前實(shí)際的半導(dǎo)體規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)還處在使用光學(xué)光刻技術(shù)苦苦探索和解決65 nm工藝中的一些技術(shù)問(wèn)題，而納米壓印技術(shù)近期在一些公司的研究中心工藝上取得的突破以及驗(yàn)證的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別是EV Group和MII(Molecular Imprinting Inc)為一些半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和工藝研究中心提供的成套光刻系統(tǒng)(包括涂膠機(jī)、納米壓印光刻機(jī)和等離子蝕刻系統(tǒng))取得的滿意數(shù)據(jù)，使得人們覺(jué)得似乎真正找到了納米制造技術(shù)的突破口。因此，一些專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2015年，市場(chǎng)對(duì)納米成像工具、模版、光刻膠以及其他耗材的需求將達(dá)到約15億美元，大的客戶仍然是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和微電子產(chǎn)品制造業(yè)，約占52％左右。另外，值得一提的是，納米壓印技術(shù)中具被半導(dǎo)體工業(yè)化所首選的是軟光刻技術(shù)，軟光刻技術(shù)的原理和工藝流程如圖5所示。技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)合了納米壓印的思想和紫外光刻良好的對(duì)準(zhǔn)特性，即可靈活的選擇多層軟模型，進(jìn)行精確對(duì)位，也可在室溫下工作，使用低于100kPa的壓力壓印。

2.4 其它光刻技術(shù)

光刻技術(shù)常見(jiàn)的技術(shù)方案如上所述的紫外光刻、電子束光刻、納米壓印光刻等，以廣為業(yè)界的人們所熟悉。但近年來(lái)，在人們?yōu)榧{米級(jí)光刻技術(shù)探索出路的同時(shí)，也出現(xiàn)了許多新的技術(shù)應(yīng)用于光刻工藝中，主要有干涉光刻技術(shù)(CIL)、激光聚焦中性原子束光刻、立體光刻技術(shù)、全息光刻技術(shù)和掃描電化學(xué)光刻技術(shù)等等。其中成像干涉光刻技術(shù)(IIL)發(fā)展快，主要是利用通過(guò)掩模版光束的空間頻率降低，可使透鏡系統(tǒng)收集，然后再還原為原來(lái)的空間頻率，照射襯底材料上的抗蝕劑，傳遞掩模版圖形，可以解決傳統(tǒng)光學(xué)光刻受限于投影透鏡的傳遞質(zhì)量和品質(zhì)，無(wú)法收集光束的較高頻率部分，使圖形失真的問(wèn)題。其他的光刻技術(shù)因?yàn)樵诩夹g(shù)上取得的突破甚微，距離應(yīng)用相當(dāng)遙遠(yuǎn)，此處不再贅述。

3 光刻技術(shù)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性比較

光刻技術(shù)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)手段，那種技術(shù)為產(chǎn)業(yè)界所普遍接受和采納，是一個(gè)集技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性綜合比較的產(chǎn)物。一方面，就狹義光刻技術(shù)(包括光刻機(jī)技術(shù)、涂膠／現(xiàn)像機(jī)技術(shù)等)本身而言，有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的權(quán)衡；另一方面，光刻技術(shù)的進(jìn)步還會(huì)受到廣義上光刻技術(shù)(還包括掩模版及其制造技術(shù)、光刻膠及其制造技術(shù)、蝕刻和粒子注入技術(shù)等)的影響。因此，本文就以2005年ITRS對(duì)光刻技術(shù)的修訂內(nèi)容，對(duì)光刻技術(shù)在技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性方面發(fā)表點(diǎn)拙見(jiàn)。

3.1 技術(shù)性比較

一方面，從目前幾種光刻技術(shù)本身的發(fā)展和開(kāi)發(fā)使用狀況來(lái)看，深紫外光刻、極紫外光刻、限角度散射投影電子束光刻、掃描探針電子束光刻技術(shù)、納米壓印光刻等，在能力上都有可能解決90 nm以下的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和微電子產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)問(wèn)題，但真正產(chǎn)業(yè)化都有問(wèn)題，如本文一部分論述；另一方面，從技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和如何與已經(jīng)形成的現(xiàn)有光刻的龐大體系相互融合，順利過(guò)渡，這些技術(shù)所處的狀態(tài)各不相同。就像半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在20世紀(jì)80～90年代的發(fā)展過(guò)程中，工藝技術(shù)形成了2～3個(gè)大的IP體系，也就是以IBM和TI等為核心的體系、以Siement和Toshiba為核心的體系一樣，光刻技術(shù)目前逐漸也在形成2～3大體系，特別是光學(xué)光刻技術(shù)和納米壓印技術(shù)，這就意味著那個(gè)體系發(fā)展快，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程迅速，良好解決了技術(shù)的銜接和過(guò)渡，誰(shuí)就是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，誰(shuí)就是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，技術(shù)性的比較也有戰(zhàn)略的競(jìng)爭(zhēng)，就像ASML體系與NIKON和CANON體系的競(jìng)爭(zhēng)，EV Group體系和MII體系的競(jìng)爭(zhēng)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在本世紀(jì)初將會(huì)有大的并購(gòu)和重組，我們可以清楚的看到，已經(jīng)發(fā)生和正在發(fā)生的并購(gòu)和重組實(shí)際上是體系的并購(gòu)和重組，新的標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生過(guò)程。

3.2 經(jīng)濟(jì)性比較

相比較于技術(shù)性，經(jīng)濟(jì)性的比較盡管包含了系統(tǒng)本身的成本、系統(tǒng)的運(yùn)行成本、掩模版制造成本、光刻膠的制造及消耗成本、配套檢測(cè)和工藝監(jiān)控設(shè)備的投入成本等，但我們可以量化它，固定制約的因素，就像2005年ITRS修訂后對(duì)光刻成本的預(yù)測(cè)一樣，如圖6所示，只要確定了技術(shù)路徑和標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)濟(jì)性的比較非常清楚。

4 未來(lái)光刻技術(shù)的發(fā)展

隨著電子產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，光刻技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)意義上的范疇，如上所述，它幾乎包括和覆蓋了所有微細(xì)圖形的傳遞、微細(xì)圖形的加工和微細(xì)圖形的形成過(guò)程。因此，未來(lái)光刻技術(shù)的發(fā)展也是多元化的，應(yīng)用領(lǐng)域的不同會(huì)有所不同，但就占有率大的半導(dǎo)體和微電子產(chǎn)品領(lǐng)域而言，實(shí)現(xiàn)其納米水平產(chǎn)業(yè)化的光刻技術(shù)將分成兩個(gè)階段，即90～32 nm階段將仍然由深紫外和極紫外光刻結(jié)合一些新的技術(shù)手段去完成，同時(shí)納米壓印和掃描探針光刻技術(shù)在45 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)將會(huì)介入進(jìn)行過(guò)渡；32 nm以下的規(guī)模生產(chǎn)光刻技術(shù)將在納米壓印和掃描探針光刻技術(shù)之間選擇。正如一位專(zhuān)家2005年預(yù)測(cè)，為實(shí)現(xiàn)32 nm節(jié)點(diǎn)以下的納米成像技術(shù)的規(guī)?；a(chǎn)，在接下來(lái)的5年內(nèi)，納米成像技術(shù)的發(fā)展將會(huì)加快，平均每年增長(zhǎng)44.6％，其中發(fā)展快的將會(huì)是納米壓印光刻和掃描探針光刻技術(shù)，到2013年，32 nm的大生產(chǎn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)將得以實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。另外，F(xiàn)PD產(chǎn)業(yè)作為光刻技術(shù)應(yīng)用的另外一個(gè)分支，在未來(lái)的占有率將會(huì)上升，除了已經(jīng)形成的對(duì)光刻技術(shù)需求的共識(shí)外(大面積、低分辨率和1：1折反射投影式等)，一些新的技術(shù)也在開(kāi)發(fā)中，如電子束光刻技術(shù)和激光直寫(xiě)光刻技術(shù)等?？傊?，未來(lái)光刻技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更快，技術(shù)上將會(huì)更加集中，一些沒(méi)有市場(chǎng)前景和應(yīng)用的技術(shù)將會(huì)淘汰。