无掩膜光刻技术的两大研究方向为光学无掩膜光刻(Oulc・从NIaskle“htl△ography,⒍NIL)和带电粒子无掩膜光刻(C‰rged Parudeˇ%skle“Lltllograp盱,CP NII')。电子束校正、芯片上的像素验证和检查、与光刻工艺的兼容性、H5MS1G22MFP-J3M影响特征尺寸覆盖的重合误差等是这两类技术面临的共同问题。光学无掩膜光刻(其示意图如图10-28所示)是从传统的光学光刻机构造发展而来的,最大的不同是掩模板被一排光调制器取代,通过实时控制光束制作出需要的图形。光调制器一般为塞状或斜面状的微镜空间光调制器。

   带电粒子无掩膜光刻(其示意图如图1029所示)包括了电子束和离子束两种。电子束无掩膜技术是从早期的电子束直写(BBeam Direct Wnte,EBDW)系统发展而来的。目前其分辨率可达20nm,但是曝光时间过长,即使能够实现1小时1片曝光,这样的速度也是制造业所无法接受的。带电粒子无掩膜光刻的主要问题包括:电子束与产出率的可延展性、电子束的稳定性和可靠性、电子束的精准定位、电子束源的稳定性及其带来的剂量准确性、射人噪声等。随着关键尺寸的减小,射人噪声的问题会变得更加突出。

   无掩膜光刻作为一种可与光学光刻相比拟的新技术,它能帮助半导体器件制造商建立起一套新的工艺,从而更快地完成从没计到将图形制作在衬底上的过程。在ITRs列出的光刻未来发展路线图中。无掩膜技术在32nm技术节点开始出现。不过日前业界的普遍看法是:浸人式光刻与双重图形技术很可能在32nrn节点继续沿用,更小的技术节点有可能会采用极紫外线光刻(EUV)技术。无掩膜光刻是降低光掩膜成本的一个潜在解决方案,但是在产能等一系列问题尚未解决之前,它可能只是一个细分的光刻技术,与主流光刻技术同场竞技尚需时口。