Extreme Ultra Violet och dess applikationer

EUV avser extrem ultraviolett med en våglängd på 13,5 nm. Kallas också mjuka röntgenstrålar. EUV-exponeringsteknik med extremt ultraviolett ljus förväntas som en ny generation exponeringsteknik som kan ytterligare miniatyrisera halvledare.

Den tidigare halvledarexponeringstekniken var att öka upplösningen vid exponeringstidpunkten genom att förkorta våglängden för det ljus som användes för att tillgodose behovet av miniatyrisering. Under de senaste 10 åren har dock exponeringsvåglängden förblivit oförändrad vid 193 nm. Anledningen är att industrin har infört en exponeringsteknik för vätskedjup där vatten fylls mellan linsen och skivan och en dubbel exponeringsteknik, såsom upprepad exponering, istället för att förkorta våglängden för att öka upplösningen.

Förkortningsvis förkorta exponeringsvåglängden

EUV-exponering förkortar exponeringsvåglängden till 13,5 nm, vilket ökar upplösningen vid exponeringstillfället. (Denna bild tillverkades av Nikkei Electronics baserat på information från International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Foto med tillstånd av Asimah.)

Emellertid kommer dessa tekniker också närmare gränsen. Den senaste immersionsexponeringstekniken har en upplösning på ca 38 nm och 19 nm är gränsen även med användningen av en sekundär mönstraxponeringsteknik. Om du fortsätter att öka upplösningen måste du öka antalet exponeringar till mer än 3 gånger, vilket ökar kostnaderna. Med EUV-exponeringstekniken med en våglängd på endast 13,5 nm kan ett mönster om 14 nm lätt bildas i en exponering.

Utvecklingen av EUV-exponeringstekniken blir dock långsammare och långsammare. Huvudskälet är att uteffekten för EUV-ljuskällan för närvarande endast är 10 till 20 W, vilket fortfarande ligger långt ifrån 250 W som krävs för massproduktion. Om detta fortsätter, kommer det att ha en stor inverkan på halvlederminimeringens hastighet. Därför meddelade ASML, som är verksamt inom exponeringsutrustning för EUV, i oktober 2012 att den kommer att förvärva Cymer, världens största tillverkare av EUV-ljuskällor, för att påskynda utvecklingen. Asmar har som målsättning att uppnå den nödvändiga 250W effekten av EUV-ljuskälla 2015.

Extrema ultraviolett fotolitografi (EUV) kan betraktas som en av de mest lovande teknikerna. Även om det fortfarande finns många teknologier som väntar på att bli övervinnad.

Halvledarindustrin antar två grafiska exponeringstekniker och avser en gradvis övergång till EUV-teknik. Därför kommer den avancerade teknologin fram till 2012 att använda två gånger grafikeksponeringstekniken vid 22nm halvhöjd som den vanliga. Bland respondenterna anser 60,4% av användarna att två mönsterexponeringstekniker kommer att användas i grindlagets litografi och 51,1% anses användas i kontaktlagarlithografi. Men 2014-2015 trodde många respondenter att vid tiden för 16nm-tiden ansåg 43% av de svarande att det skulle kunna tillämpas i tillverkning av grindskikt och 47,7% användes i kontaktlagarlithografi. Vid tiden 2016-2018 trodde många människor i branschen att det skulle gå in 11nm när 60,6% av respondenterna trodde att det skulle kunna tillämpas på litografi av fotolitografiska skiktet och 63,9% av dem användes i kontaktlagarlithografi.