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  • 1 # 科技之重

    首先來說,Arf只是DUV(深紫外)光刻機用的光源而已。而DUV光刻機與EUV光刻機的區別主要有三點:第一,最小理論解析度不同;第二,物鏡組不同;第三,光源不同。基本上,EUV光刻機比DUV高了一代,也就是F22戰鬥機與F15戰鬥機之間的差距。

    解析度不同

    DUV光刻機的最小解析度也就是7奈米了,目前也只有臺積電用DUV光刻機在2018年量產了7納米制程工藝的晶片。由於Arf光源得波長高達193奈米,正常情況下是達不到7納米制程工藝,但是在物鏡和基片之中注入浸入液體(第一代為純水,其折射率是1.44,第二代浸入液的折射率為1.64,至於第三代浸入液的折射率應在1.8左右),形成浸入式系統,相當於縮短了光源的波長。另外,再加上多層套膜技術,就使得DUV光刻機的解析度到了7奈米,如果使用DUV光刻機繼續製造5奈米,3奈米的晶片,除了代價極大之外,技術難度也極高,可以認為,DUV光刻機的極限解析度就是7奈米了。

    EUV光刻機最基本的解析度就是7奈米,理論上可以實現1奈米的製程工藝。由於EUV光刻機的光源波長僅為13.5奈米,這就對提高其解析度有先天的優勢。

    物鏡組不同

    DUV光刻機用的是透鏡組,EUV光刻機用的是反射鏡組。眾所周知光刻機的解析度幾乎與光源的波長成正比,與物鏡的NA成反比。提高解析度的兩種途徑就是縮短光源的波長,增大物鏡組的NA值。但是提高反光鏡的NA值難度太大了,而增大透鏡的NA值,相對比較容易。ASML的EUV光刻機所用的反光鏡NA是0.33,下一代的為0.5。而DUV光刻機的透鏡NA為1.3,1.35。所以說,EUV中用到的反光鏡製造難,要比DUV中透鏡的難度大。畢竟一個是反光,一個是透光。

    光源不同

    DUV光刻機用的是準分子Arf光源,EUV光刻機用的是EUV光源。Arf光源的波長為193奈米,目前能夠製造出Arf光源的也只有米國Cymer,日本Gigaphoton,中國科益虹源這三家了。當進展到EUV光源時,就只剩Cymer和日本的一家公司。

    ASML現在用的EUV光源是“高能脈衝鐳射打擊到錫液滴靶上,形成等離子體,然後等離子體的發光被聚光鏡收集起來作為光刻的光源”在這個過程中要控制錫液滴的流速,讓高能脈衝鐳射每發射一次,就能夠打擊到錫液滴靶上,形成等離子體,這是一個難題。基本上涉及到微流控技術,大功率泵浦裝置的製造。

    所以說,DUV光刻機與EUV光刻機之間存在較大的差別,這些差別不僅僅體現在在價格上,更體現在技術含量,製造工藝上。

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