隨著晶元技術的不斷進步,光刻機作為晶元製造中不可或缺的關鍵裝置,也在不斷發展和完善。 過去,普通的DUV光刻機只能生產低至65奈米的晶元,而浸沒式DUV光刻機可以生產低至7奈米的晶元。 如今,EUV光刻機能夠生產5奈米及以下的晶元。 光刻機的進步和精度很大程度上決定了晶元工藝的改進。 有了更先進的光刻機,可以製造出更先進的晶元,同時,先進的晶元也促進了光刻機的發展。 據專家介紹,目前的EUV光刻機理論上可以製造2奈米左右的晶元,而下一代EUV光刻機理論上可以製造1奈米左右的晶元。 然而,隨著晶元技術的不斷進步,EUV光刻機也面臨著前進的挑戰。
1.波長限制:將13用更小波長的光源取代5nm波長的光源是乙個突破性的方向。 然而,目前的實驗表明,波長更小的光源幾乎被所有材料吸收,因此必須通過鏡子反射。 然而,收集反射光會導致嚴重的能量損失,從而無法獲得足夠的能量進行光刻。
放大:在光刻中,縮短波長對於提高解像度和捕捉細節的能力非常重要。 儘管現有的EUV光刻機使用了135nm波長的光源,但這個波長在光刻過程中會受到材料吸收的影響,需要通過鏡子反射。 然而,當光通過它反射時,就會發生能量損失,從而限制了光刻過程中可用的能量。 因此,尋找波長較小的光源,克服能量損耗問題,是EUV光刻機發展的重要方向。
2.數值孔徑限制:增加數值孔徑 (NA) 值會增加可以收集和聚焦的光量,從而提高光刻的有效性。 然而,根據ASML的說法,在達到0數值孔徑為55,很難進一步改進。 這一限制限制了進一步提高光刻解像度的可能性。
膨脹:數值孔徑是用來描述光刻機光源聚焦能力的指標,其大小直接關係到能否有效聚焦光線。 更大的數值孔徑意味著光刻機可以收集更多的光,從而提高了光刻過程中的解像度。 但是,根據ASML的說法,一旦數值孔徑達到055、進一步增大數值孔徑的可能性變得非常有限。 這種限制使光刻機在提高解像度方面受到限制。
3.光刻工藝因子限制:增加光刻工藝因子可以提高光刻的解像度,從而提高晶元的精度和細節捕捉能力。 然而,ASML認為,目前的光刻工藝因素已接近物理極限,難以進一步提高。
擴充套件性:光刻工藝因子是衡量光刻工藝能力的重要指標,可以決定光刻工藝的解像度和精度。 光刻工藝因子的增加可以增加光刻過程中可以捕捉到的細節和精度,從而提高晶元的良率和效能。 但ASML認為,目前的光刻工藝因素已接近物理極限,進一步改進的空間非常有限。
在ASML聯席總裁Van Den Brink看來,當EUV光刻機問世時,na=0在55高數值孔徑光刻機之後,不會再有進一步的突破,這將是最後一代EUV光刻機。 他認為,目前的技術已經到了極限,不可能有進一步的突破。 也就是說,EUV光刻機前進的三個方向已經是死胡同,不可能有新的突破。
然而,光刻領域的未來前景仍存在一些未知數。 或許,我們可以借鑑林本堅提出的浸沒式光刻的顛覆性思想,或者轉向其他型別的光刻機。 此外,ASML的繼任者將繼續承擔突破的任務和責任,為光刻機的未來發展做出貢獻。
作為晶元技術發展的重要推動力之一,EUV光刻機因其技術前景備受關注。 然而,在范登布林克看來,EUV光刻機前進的三個方向已經是死胡同,不可能有新的突破。 無論是將光源的波長改變到更小的波長,增加數值孔徑,還是增加光刻工藝因子,目前的技術都接近物理極限。 這一觀點引發了對光刻機未來發展方向的思考和討論。 雖然目前還沒有確定具體的解決方案,但對於行業來說,尋找新的突破和技術創新仍然至關重要。 只有不斷追求創新,才能推動光刻機技術的發展,為晶元技術的不斷進步提供有力支撐。