EUV微影技術:半導體如何用13.5奈米波長的光刻出奈米級電路

EUV微影的定義與13.5奈米波長的選擇是什麼?

EUV微影使用波長13.5奈米的光進行曝光CITE:E1。這個波長遠短於傳統微影使用的可見光或深紫外光,是EUV微影能夠成像出奈米級電路圖案的基礎規格CITE:E1。

錫滴的物理特性與在EUV光源中的作用為何?

ASML的EUV光源系統以直徑約25微米、每秒70公尺速度自產生器射出的熔融錫滴作為光源原料CITE:E2。這些微小的錫液滴是後續雷射激發電漿、產生EUV光的起點物質CITE:E2。

從錫滴汽化到高溫電漿:EUV光源的雷射激發機制如何運作?

ASML的雷射產生電漿(LPP)光源以每秒5萬次打擊錫滴使其汽化CITE:E4。這個汽化程序每秒重複5萬次CITE:E3。具體做法是雷射對每一滴錫進行兩次打擊,將其加熱形成溫度約為太陽表面40倍的電漿,藉此放出EUV光CITE:E4。

EUV投影光學系統:多層鍍膜反射鏡的設計原理是什麼?

EUV微影的投影光學系統不使用透鏡,而是採用多層鍍膜反射鏡CITE:E6。根據NIST的說明,這類反射鏡能在近垂直入射的條件下,反射約70%的EUV輻射CITE:E6。

EUV微影在先進半導體製程中的量產應用為何?

ASML的EUV微影系統NXE:3600D已支援先進邏輯與記憶體製程節點的量產CITE:E5。該系統全名為TWINSCAN NXE:3600D,支援5奈米與3奈米邏輯節點,以及先進DRAM節點的EUV量產CITE:E5。

關鍵數據一覽

這代表什麼

將上述數字並列可看出EUV微影是光源工程與光學工程串接的結果:每秒5萬次、雷射兩次打擊25微米錫滴以產生溫度達太陽表面40倍的電漿CITE:E4,是為了在光源端穩定輸出13.5奈米波長的光CITE:E1;而這道光無法用傳統透鏡聚焦,只能依賴反射率約70%的多層鍍膜反射鏡逐級成像CITE:E6。這條從光源到光學系統的鏈路,最終支撐了ASML TWINSCAN NXE:3600D在5奈米、3奈米邏輯節點及先進DRAM節點的量產能力CITE:E5。