EUV光刻工藝終于商業(yè)化 新一代EUV光刻工藝正在籌備

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。

NA數(shù)值孔徑對(duì)光刻機(jī)有什么意義？，決定光刻機(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)研究才剛剛開始，所以新一代EUV光刻工藝問世時(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。