光刻機是晶元製造過程中不可缺少的裝置之一。 根據工藝和光源波長的不同,光刻機可分為乾式DUV光刻機和浸沒式DUV光刻機,以及更高階別的EUV光刻機。 乾式DUV光刻機採用波長為193nm的深紫外光源,適用於製造130nm至65nm的晶元,而浸沒式DUV光刻機通過水折射後將其波長變為134nm,適用於製造65nm至7nm的晶元。 EUV光刻機使用13極紫外光源的5nm波長可以製作5nm及以下的超細晶元。 從這個規律可以發現,光刻機精度的提高與光源等因素的提高密切相關。 光源的波長越小,精度越高,要製造的晶元工藝越小。 但是,到 13在波長為5nm的EUV光刻之後,很難進一步降低光源的波長。 繼續降低波長會導致光損失增加,最終光刻機將無法正常進行。 如果增加光能來補償光損失,就需要增加反射鏡的數量,擴大光源系統,這將導致光刻機的成本和體積大幅增加,使其無法生產和運輸。 因此,除了光源波長的提高外,光刻機的解像度可以從另外兩個方面提高,即增加數值孔徑和降低光刻工藝係數。
數值孔徑 (NA) 表示光刻機系統可以收集和聚焦的光量。 隨著ASML光刻機的發展,其數值孔徑不斷增大,從最初的025 比 033。據ASML稱,其下一代EUV光刻機的數值孔徑將為055。然而,ASML也暗示,這很可能是數值孔徑的極限,達到055歲以後,進一步的提公升變得非常困難。 另乙個關鍵因素是光刻工藝因素,它已經突破了0的理論極限25。不過,ASML聯席總裁表示,進一步的突破需要所有合作夥伴的共同努力,而ASML本身並不確定是否能夠實現這一目標。
近日,ASML宣布聯席總裁Wennink和Van den Brink將於明年4月退休。 在這兩個人退休後,ASML的未來走向令人擔憂。 看來,ASML的EUV光刻機已經走到了盡頭,面臨著巨大的挑戰。
然而,在我們考慮ASML的未來之前,我們可以回顧一下光刻技術的發展。 自20世紀60年代以來,光刻已成為半導體製造的重要組成部分。 利用光刻光源顯影光刻膠,然後得到顯微的晶元圖案。 隨著技術的發展和晶元製造工藝的進步,光刻機也在不斷發展和完善。 從最初的紫外光到深紫外光,再到極紫外光,光源的波長不斷減小,為製造更小、更高效能的晶元開闢了可能性。
然而,隨著光刻技術的突破,光源的波長已經到了極限,進一步降低波長將面臨巨大的技術和物理挑戰。 光源越小,光的衍射效應越明顯,光的透射率會受到限制,從而限制了光刻機解像度的提高。 因此,要想突破當前光刻機技術的瓶頸,就必須在其他方面進行改進和創新。
除了提高光源波長外,增加數值孔徑和降低光刻工藝因子也是提高光刻機解像度的重要手段。 數值孔徑的增加可以提高系統的光收集和聚焦能力,從而提高光刻機的解像度。 光刻工藝因子的降低,是通過採用更先進的解像度技術和光學校正等手段,改善光刻圖案在工藝中的變形和形狀畸變,從而提高晶元影象和細節效能。 然而,這些改進並非易事,需要眾多技術人員的努力和創新,以及與其他合作夥伴的密切合作。
回顧ASML的歷史,可以看出,該公司在光刻技術和裝置領域取得了令人矚目的成就。 其EUV光刻機的推出,無疑是技術創新的里程碑。 然而,如前所述,EUV光刻機面臨著波長限制的挑戰。 目前,ASML的EUV光刻機在光源波長、數值孔徑和光刻工藝因子方面已達到相對極限。 雖然這並不代表完全的技術停滯,但這確實意味著未來的改進空間將更小。
此外,重要的是要認識到光刻並不是晶元製造的唯一關鍵技術。 在整個晶元製造過程中,還涉及到許多環節和過程,如摩爾定律的變化、新材料、新工藝的引入等。 因此,光刻技術的進步需要與其他關鍵技術的發展相協調、協同推進。
未來,ASML將面臨如何突破當前技術瓶頸,推動光刻機技術進一步發展的重要任務。 雖然看似路走到了盡頭,但科技創新的潛力和驚喜卻不容忽視。 也許在不久的將來,會出現新的突破,為光刻技術帶來新的機遇和可能性。
綜上所述,ASML的EUV光刻機面臨波長限制的挑戰,但仍有可能通過進一步增加數值孔徑、提高光刻工藝因子等創新來突破當前的技術限制。 儘管ASML的兩位聯席總裁即將退休,但這並不意味著公司的增長將停滯不前。 只要我們對技術和市場保持敏銳的理解,ASML有望繼續在光刻機技術上發揮引領作用,推動半導體行業的進步和發展。