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2019年12月18日 | 光刻机是怎么雕刻出远远小于自己波长的线宽的？
2019-12-18 来源：知乎日报
线宽（linewidth)是光学专有名词，
波长λ=193nm 那线宽指的就是Δλ一般是几个到几十个波数（记不清了），
我知道题目的意思是，193nm 这么宽，怎么能刻出 45nm 的宽度呢，
他说的是分辨率，其他答主讲了很多，我简单看公式：
R，分辨率，就是你常看见的 180nm、130nm、90nm、65nm、45nm 之类，
λ，光刻激光的波长，已经从 436nm、365nm、248nm 到了现在最常用的 193nm，
n，为介质折射率，空气约 1，水约 1.44，
NA，为数值孔径，和镜子大小，以及距离有关，
k1，就当是个系统常数吧，把掩膜那些技术都算在这个里面，
从公式算，当然就是 k1 越小、λ越小、n 越大、NA 越大，越能获得小的 R 了，
现在的情况就是λ=193nm 的时候，R 可以做到 45nm，现在好像 22nm 都出来了？不确定，
其他都好理解，就是那个 k1 里面的各种技术很难，去看别的答主吧，有详细科普。
我不想讲掩膜的技术，因为我觉得讲不清楚，大概先给几个光刻相关的示意图：
以上看不懂的直接略过，因为我也不想看。
我对掩膜技术不感兴趣，但是我对这个光刻光源还是了解一些，
光刻光源的发展以前是这样设想的，
但是战局瞬息万变，
很正常的想法是先从 193nm 准分子激光（ArF 工作介质）发展到 157nm 准分子激光（F2 工作介质），
根据长期的使用经验，我是完全不看好的，157 简直太辣鸡，又娇贵能量又低，完全没有 193nm 皮实，这种真空紫外用起来很难受，实际上大家也都知道 157 很不皮实，可能真的没人会看好过...
现在已经完全没 157 什么事情了，直接跨越了这个波长，
要么自由电子激光（FEL），要么等离子体出 13.5nm，
自由电子激光很早就有人考虑过了，至少 2006 年 Intel 就有说，
当然现在由于国家大力发展 FEL，这个概念肯定更热，我不好说它不合适，毕竟 FEL 有它可调谐，波长可以非常短（X 射线都行，只要加钱产生更高能的电子）的优势。
我认为比较爽的还是用等离子体产生 13.5nm 的光，
简单来说，就是用二氧化碳激光器，打到靶材（锡，Sn）上，
等离子体当然是接近白光光谱很宽了，正好有个材料可以反射 13.5nm，
为啥是 13.5nm，也可以认为正好是这个反射的结果，
用图简单来说，就是这样，Laer produced plasma（LPP）：
据我所知，应该已经做到 500W 了，
光源，始终是限制分辨率最直观的因素，
只有实在找不到更低的时候，才会去想办法弄各种掩膜，
以至于现在掩膜技术都精进到我很难简单科普出来了...
如果 13.5nm 普及，那真实碾压了，
对了，国内现在各种想弯道超车干过 ASML，Good luck.
史海拾趣
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