光刻機作為晶元製造過程中不可或缺的工具,必然需要隨著晶元工藝的不斷進步而不斷公升級和完善。 普通的DUV光刻機只能生產更高奈米級的晶元,而浸沒式DUV光刻機可以生產更低奈米級的晶元,而EUV光刻機可以達到更先進的工藝要求,能夠生產5nm及以下的晶元。 因此,可以說光刻機的進步促進了晶元技術的發展,而先進技術的晶元則進一步推動了光刻機的改進。 據專家介紹,目前的EUV光刻機理論上能夠製造2nm左右的晶元,而下一代EUV光刻機甚至可能能夠製造1nm以下的晶元。 然而,為了進一步推動晶元工藝的進步,EUV光刻機是能否繼續公升級和突破,還是必須改用其他型別的光刻機,已成為亟待解決的問題。
1.將波長較小的光源應用於EUV光刻機
乙個可能的突破方向是將目前的EUV光刻機移至13波長為 5 nm 的光源被波長較小的光源取代。 然而,實驗表明,隨著波長的減小,光被材料吸收,只能通過鏡子反射。 然而,經過多次反射後,光的能量損失可能非常嚴重,以至於無法收集到足夠的能量進行光刻。 因此,這種方法受到其實際應用的限制。
2.增加EUV光刻機的數值孔徑(NA)值
另乙個可能的突破是增加EUV光刻機的數值孔徑(NA)值,即提高光刻機收集和聚焦光線的能力。 數值孔徑越大,光線的收集和聚焦效果越好。 但是,根據ASML的說法,當NA值達到055歲以後,再漲已經很困難了,沒有達到預期的效果。 因此,這種方法也受到侷限性的限制。
3.增加光刻工藝係數,提高解像度
第三個突破方向是提高光刻工藝因子,進一步提高光刻的解像度。 通過增加工藝係數,可以將光刻機的解像度提高到更高的水平。 但ASML認為,物理極限已經達到,進一步提公升工藝因子會遇到首鏈的困境,難以突破。
據ASML聯席總裁Van den Brink介紹,EUV光刻機的NA值為055年後,前進的道路變得艱難,甚至可以說已經達到了技術的極限。 在ASML看來,目前的技術已經無法克服這一障礙,因此無法向前發展。 也就是說,從目前的技術發展趨勢來看,EUV光刻機的進一步公升級已經進入了兩難的境地,很難找到突破口。
范登布林克指出,包括更小波長的光源、更高的數值孔徑值、更高的光刻工藝因子等三個突破方向,已經達到了技術的極限,沒有更多的發展空間。 因此,當 NA 值提前到 0 時,Van den Brink**55年後,EUV光刻機的發展將走到盡頭,前方將有一條死胡同。 至於光刻機技術下一步將如何發展,目前還沒有明確的方向和答案。
ASML的聯席總裁Van Den Brink和Wennink宣布,他們將於明年4月退休,這意味著他們將把突破的任務交給他們的繼任者。 對於光刻機的下一步發展,可能有必要採用林本建提出的浸沒式光刻機等顛覆性思路,或者轉向其他型別的光刻機。 然而,目前ASML還沒有明確的計畫和願景。 這也引起了業界對EUV光刻機發展的擔憂和猜測。
隨著晶元技術的不斷進步,光刻機作為核心工具,在不斷公升級改進的過程中也遇到了許多技術難題。 EUV光刻機作為目前最先進的光刻技術,在實現5nm及以下晶元製造方面取得了重大突破。 然而,如何進一步突破技術瓶頸,推動光刻機的發展,成為亟待解決的問題。
ASML認為,EUV光刻機正在向三個方向發展,即更小波長的光源、更高的NA值和改進的光刻工藝因子,已經達到了技術的極限,無法進一步發展。 因此,當EUV光刻機的NA值達到055後,將出現技術無法進步,無法實現更小尺寸的晶元製造的局面。
對於未來光刻機技術的發展,可能需要尋找新的突破方向和思路。 它可能需要創新思維,例如林在開始時提出的浸沒式光刻機,或者轉向其他型別的光刻機。 但是,目前,該行業還沒有明確的計畫和方向。
總的來說,EUV光刻機正在向三個方向發展已經達到了技術的極限,前途目前未知。 光刻機技術的未來發展也需要不斷的創新和突破,以滿足晶元技術的不斷進步和需求。 希望隨著技術的提公升,可以開闢一條新的道路,實現光刻機技術的進一步發展。