| 1984年，日本人Takanashi在一項美國中定義(yi) 了浸入式光刻機zui基本的結構特征，即在zui後一級物鏡與(yu) 光刻膠之間充入一層透明的液體(ti) 。 浸入式光刻是指在光刻機投影鏡頭與(yu) 半導體(ti) 矽片之間用一種液體(ti) 充滿，從(cong) 而獲得更好分辯率及增大鏡頭的數值孔徑，進而實現更小曝光尺寸的一種新型光刻技術（圖1）。
讓我們(men) 看一下光刻係統分辨率的Rayleigh方程：
R=kλ/NA
式中λ是光的波長，NA是係統中透鏡的數值孔徑，k是分辨率係數，代表了所有的其它工藝變量。顯而易見，減小曝光光源的波長並增加投影透鏡的NA都可以提高分辨率。自從(cong) 193nm波長成為(wei) 主攻方向以後，增大NA成為(wei) 了業(ye) 界人士孜孜不倦的追求。表1是提高193nm ArF浸入式光刻機NA的方案。由此可見，浸入液、光刻設備和其它相關(guan) 環節的緊密配合是浸入式光刻技術前進的保證。 將液體(ti) 置於(yu) 主鏡頭和矽片之間，入射光線自然而然地就會(hui) 穿透比空氣折射率更高的液體(ti) ，這種方式本身並沒有提高特定投影圖像的分辨率，但是它卻能夠賦予光刻機的鏡頭更高的數值孔徑。 NA=n sinα，其中n是透鏡周圍介質的折射係數，α是透鏡的接受角。傳(chuan) 統的“幹法”光刻係統中，介質是折射係數為(wei) 1的空氣，則NA的理論zui大值為(wei) 1。采用具有更高折射係數的液體(ti) ，浸入技術有可能使係統的NA>1。比如使用折射率為(wei) 1.44的去離子水後，NA的理論zui大值即為(wei) 1.44。在193nm曝光係統中，分辨率R=kλ/NA就可以達到k*193/1.44=132mn。如果液體(ti) 不是水而其它液體(ti) ，但折射率比1.44高時，則實際分辨率可以非常方便地再次提高，也這是浸入式光刻技術能很快普及的原因。浸入式光刻的數值孔徑大小是與(yu) 使用液體(ti) 的折射率是直接相關(guan) 的。因此，人們(men) 正在著眼於(yu) 尋找除水以外具有更大折射率的液體(ti) 。 早在2005年SPIE Microlithography的年會(hui) 上，JSR和DuPont等公司就已經公布了它們(men) 的高折射率液體(ti) 的研發計劃。在選擇高折射率液體(ti) 時，考慮的重點包括：與(yu) 光刻膠沒有反應；光透過率高；折射率高；其它各種特性良好（表2）。已研發出的第二代浸入液的折射率為(wei) 1.64，該液體(ti) 氧氣的吸收很少，即便被曝露於(yu) 空氣中性能也十分穩定。並且由於(yu) 蒸汽壓很低，所以很難發生熱分解。這個(ge) 折射率數值能夠把193nm光刻機的有效波長降低到大約116nm左右。至於(yu) 第三代浸入液，它的折射率應為(wei) 1.8左右，同時還需要有更高折射率的鏡頭才能達到約1.65的NA值。
浸入液體(ti) 在未來仍有許多問題亟待解決(jue) ：什麽(me) 樣的液體(ti) 更適合浸入式光刻的需求；液體(ti) 的供給與(yu) 回收；液體(ti) 傳(chuan) 輸中的流速、氣泡、溫度、壓力的控製；液體(ti) 特性，例如流速、氣泡、溫度、壓力變化對光學性能（折射率，吸收，散射、雙折射、像差）的影響及其測量與(yu) 控製；偏振光照明時，液體(ti) 與(yu) 抗蝕劑的相互作用；液體(ti) 折射率與(yu) 液體(ti) 兩(liang) 側(ce) 元件折射率匹配；液體(ti) 與(yu) 光刻環境中相關(guan) 元件的兼容性等。 對於(yu) 光刻設備來說，鏡頭是製約發展的主要瓶頸之一。通過改善光學主鏡頭來提高光刻機NA的主要途徑有兩(liang) 個(ge) ：一是用彎曲主鏡頭替代平麵鏡頭。但彎曲主鏡頭的表麵很難控製浸入液體(ti) 的流動，用於(yu) 浸入式光刻機有一定難度；二是尋找高折射率的光學主鏡頭材料。目前193nm ArF浸入式光刻機主鏡頭折射率為(wei) 1.56，IBM與(yu) JSR聯合推出Nemo係統主鏡頭采用高密度石英材料，其折射率為(wei) 1.6。 日本ATAGO（愛宕）是折光儀(yi) 產(chan) 品的，其*的高折射率阿貝折射儀(yi) 及多波長阿貝折射儀(yi) 在光刻機領域高折射率浸入液的研究與(yu) 高折射率鏡頭的研究中具有不可替代的作用，更多詳情請點擊 或致電 ATAGO（愛宕）谘詢。 日本是折光儀(yi) 產(chan) 品的，其*的折射率測量範圍可高達1.87，更有及，可測量450-1550nm波長下的折射率，折射率測量範圍可達1.92，是光刻行業(ye) 研究的好幫手。日本ATAGO（愛宕）多波長折光儀(yi) 測試不同波長下的折射率，在光源器件，LED封裝材料（玻璃和塑膠），LCD 液晶體(ti) 材料，高折射率光學玻璃，微電子加工產(chan) 業(ye) 等方麵應用廣泛，對新材料，新光源，性能測試方麵也有非常廣泛的應用。波長從(cong) 可見波長到近紅外波長（1550nm），這樣可以評價(jia) 光源的通透性， 全反射角度，亮度等等。如可用於(yu) 透鏡生產(chan) 應用中分析玻璃和聚合物的特性表征，測量分散體(ti) 及色散係數：VD，Vd 和 Ve . 更多詳情請點擊 或致電 ATAGO（愛宕）谘詢。 | 
