無掩膜光刻技術(shù)的兩大研究方向為光學無掩膜光刻(Oulc・從NIaskle“htl△ography,⒍NIL)和帶電粒子無掩膜光刻(C‰rged Parudeˇ%skle“Lltllograp盱,CP NII')。電子束校正、芯片上的像素驗證和檢查、與光刻工藝的兼容性、H5MS1G22MFP-J3M影響特征尺寸覆蓋的重合誤差等是這兩類技術(shù)面臨的共同問題。光學無掩膜光刻(其示意圖如圖10-28所示)是從傳統(tǒng)的光學光刻機構(gòu)造發(fā)展而來的,最大的不同是掩模板被一排光調(diào)制器取代,通過實時控制光束制作出需要的圖形。光調(diào)制器一般為塞狀或斜面狀的微鏡空間光調(diào)制器。

   帶電粒子無掩膜光刻(其示意圖如圖1029所示)包括了電子束和離子束兩種。電子束無掩膜技術(shù)是從早期的電子束直寫(BBeam Direct Wnte,EBDW)系統(tǒng)發(fā)展而來的。目前其分辨率可達20nm,但是曝光時間過長,即使能夠?qū)崿F(xiàn)1小時1片曝光,這樣的速度也是制造業(yè)所無法接受的。帶電粒子無掩膜光刻的主要問題包括:電子束與產(chǎn)出率的可延展性、電子束的穩(wěn)定性和可靠性、電子束的精準定位、電子束源的穩(wěn)定性及其帶來的劑量準確性、射人噪聲等。隨著關(guān)鍵尺寸的減小,射人噪聲的問題會變得更加突出。

   無掩膜光刻作為一種可與光學光刻相比擬的新技術(shù),它能幫助半導體器件制造商建立起一套新的工藝,從而更快地完成從沒計到將圖形制作在襯底上的過程。在ITRs列出的光刻未來發(fā)展路線圖中。無掩膜技術(shù)在32nm技術(shù)節(jié)點開始出現(xiàn)。不過日前業(yè)界的普遍看法是:浸人式光刻與雙重圖形技術(shù)很可能在32nrn節(jié)點繼續(xù)沿用,更小的技術(shù)節(jié)點有可能會采用極紫外線光刻(EUV)技術(shù)。無掩膜光刻是降低光掩膜成本的一個潛在解決方案,但是在產(chǎn)能等一系列問題尚未解決之前,它可能只是一個細分的光刻技術(shù),與主流光刻技術(shù)同場競技尚需時口。