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ASML、IMEC聯(lián)合研發(fā)第二代EUV光刻機(jī) 3nm工藝的救星?

2018-10-31
關(guān)鍵詞: 三星 EUV光刻

隨著三星宣布7nm EUV工藝的量產(chǎn),2018年EUV光刻工藝終于商業(yè)化了,這是EUV工藝研發(fā)三十年來(lái)的一個(gè)里程碑。不過(guò)EUV工藝要想大規(guī)模量產(chǎn)還有很多技術(shù)挑戰(zhàn),目前的光源功率以及晶圓產(chǎn)能輸出還沒(méi)有達(dá)到理想狀態(tài),EUV工藝還有很長(zhǎng)的路要走。


在現(xiàn)有的EUV之外,ASML與IMEC比利時(shí)微電子中心還達(dá)成了新的合作協(xié)議,雙方將共同研發(fā)新一代EUV光刻機(jī),NA數(shù)值孔徑從現(xiàn)有的0.33提高到0.5,可以進(jìn)一步提升光刻工藝的微縮水平,制造出更小的晶體管。

微信圖片_20181031225840.jpg


NA數(shù)值孔徑對(duì)光刻機(jī)有什么意義?這個(gè)問(wèn)題我們?cè)谥暗某苷n堂:?jiǎn)蝺r(jià)1.2億美元的光刻機(jī),全球只有一家公司生產(chǎn)一文中做過(guò)簡(jiǎn)單解釋?zhuān)瑳Q定光刻機(jī)分辨率的公式如下:


光刻機(jī)分辨率=k1*λ/NA


k1是常數(shù),不同的光刻機(jī)k1不同,λ指的是光源波長(zhǎng),NA是物鏡的數(shù)值孔徑,所以光刻機(jī)的分辨率就取決于光源波長(zhǎng)及物鏡的數(shù)值孔徑,波長(zhǎng)越短越好,NA越大越好,這樣光刻機(jī)分辨率就越高,制程工藝越先進(jìn)。


現(xiàn)在的EUV光刻機(jī)使用的是波長(zhǎng)13.5nm的極紫外光,而普通的DUV光刻機(jī)使用的是193nm的深紫外光,所以升級(jí)到EUV光刻機(jī)可以大幅提升半導(dǎo)體工藝水平,實(shí)現(xiàn)7nm及以下工藝。


但是改變波長(zhǎng)之后再進(jìn)一步提升EUV光刻機(jī)的分辨率就要從NA指標(biāo)上下手了,目前的光刻機(jī)使用的還是NA=0.33的物鏡系統(tǒng),下一代的目標(biāo)就是NA=0.5及以上的光學(xué)系統(tǒng)了。


如今ASML與IMEC合作的就是高NA的EUV工藝了,雙方將成立一個(gè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,在EXE:5000型光刻機(jī)上使用NA=0.55的光學(xué)系統(tǒng),更高的NA有助于將EVU光源投射到更廣闊的晶圓上從而提高半導(dǎo)體工藝分辨率,減少晶體管尺寸。


如今這項(xiàng)研究才剛剛開(kāi)始,所以新一代EUV光刻工藝問(wèn)世時(shí)間還早,此前ASML投資20億美元入股蔡司公司,目標(biāo)就是合作研發(fā)NA=0.5的物鏡系統(tǒng),之前公布的量產(chǎn)時(shí)間是2024年,這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上半導(dǎo)體公司的制程工藝應(yīng)該可以到3nm節(jié)點(diǎn)了。


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