遠(yuǎn)紫外光(Extreme Ultra-Violet)及其應(yīng)用

　　EUV是指波長(zhǎng)為13.5nm的遠(yuǎn)紫外光(Extreme Ultra-Violet)。也稱為軟X線。利用遠(yuǎn)紫外光的EUV曝光技術(shù)作為可使半導(dǎo)體進(jìn)一步微細(xì)化的新一代曝光技術(shù)而備受期待。

(圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪)

　　以前的半導(dǎo)體曝光技術(shù)是通過縮短所用光線的波長(zhǎng)來提高曝光時(shí)的分辨率，從而滿足微細(xì)化需求。不過，近10年來，曝光波長(zhǎng)一直維持在193nm沒有改變。其原因是，業(yè)界導(dǎo)入了在鏡頭與晶圓間充滿水的液浸曝光技術(shù)，以及反復(fù)曝光的二次圖形曝光技術(shù)等，替代了縮短波長(zhǎng)的方法來提高分辨率。

　　大幅縮短曝光波長(zhǎng)

　　EUV曝光將曝光波長(zhǎng)縮短至13.5nm，由此提高曝光時(shí)的分辨率

　　然而，這些技術(shù)也越來越接近極限。最新的液浸曝光技術(shù)的分辨率為38nm左右，即使使用二次圖形曝光技術(shù)，19nm已是極限。繼續(xù)提高分辨率的話，就需要將曝光次數(shù)增加到3次以上，這會(huì)使成本升高。而使用波長(zhǎng)僅為13.5nm的EUV曝光技術(shù)時(shí)，一次曝光便可輕松形成14nm左右的圖形。

　　不過，目前EUV曝光技術(shù)的開發(fā)變得越來越慢。其主要原因在于，EUV光源的輸出功率目前僅為10～20W，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到量產(chǎn)所需要的250W。這樣下去的話，會(huì)給半導(dǎo)體的微細(xì)化發(fā)展速度造成巨大影響。因此，從事EUV曝光裝置業(yè)務(wù)的阿斯麥公司(ASML)于2012年10月宣布收購(gòu)全球最大的EUV光源廠商西盟(Cymer)，以加快開發(fā)速度。阿斯麥的目標(biāo)是2015年使EUV光源的輸出功率達(dá)到量產(chǎn)所需要的250W。

　　遠(yuǎn)紫外光光刻(EUV) 可能被看作是最有前景的技術(shù)之一。盡管目前仍有多項(xiàng)技術(shù)正等待去克服解決。

　　半導(dǎo)體業(yè)正采用兩次圖形曝光技術(shù)，而設(shè)想逐步過渡到EUV技術(shù)，因此直到2012年時(shí)，先進(jìn)技術(shù)為22nm半間距時(shí)仍會(huì)采用兩次圖形曝光技術(shù)為主流。在被訪者中有60.4%的使用者認(rèn)為兩次圖形曝光技術(shù)會(huì)使用在柵層光刻中及有51.1%認(rèn)為用在接觸層光刻中。但到2014-2015年時(shí)許多被訪者認(rèn)為達(dá)到 16nm時(shí)代，有43%的被訪者認(rèn)為可能應(yīng)用在柵層制造中及47.7%應(yīng)用在接觸層光刻中。到2016-2018時(shí)代，工業(yè)界許多人相信進(jìn)入11nm，那時(shí)有60.6%的被訪者認(rèn)為可能應(yīng)用在柵層光刻及63.9%應(yīng)用在接觸層光刻中。