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新路線出現:EUV光刻機后,是BEUV技術,我們趕緊沖!
2024/03/05

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眾所周知,過去幾十年以來,芯片制造工藝,主要是光刻工藝。利用光線,將芯片電路圖,投影到硅晶圓片上,中間最核心的設備,就是光刻機。

同時光刻技術,就直接定義了芯片工藝,直接決定芯片的制程水平和性能水平。

而光刻機這種設備,集成了物理學、光學、精密儀器、高分子物理與化學、數學、材料、自動控制、流體力學、高精度環境控制、軟件等40多個學科。

所以目前全球能夠制造光刻機的廠商,經大浪淘沙之后,就只有四家,分別是ASML、尼康、佳能、上海微電子。其中ASML處于壟斷地位,占了90%的份額。

而光刻機的發展,主要從三個方面,第一是光線的波長,波長越短,技術越先進,所以早期是 435nm(G-線)、365nm(I-線),后面發展到248nm(深紫外,DUV)、193nm(ArF,干式和水浸沒式),以及現在的13.

5nm(極紫外,EUV)。

而確定了光源之后,第二個方面,則是增大投影光刻物鏡的數值孔徑NA,因為NA越大,通過透鏡的光線越多,能量越高,越能有效的控制,分辨率也就越高。

第三個方面,則是減小光刻工藝因子,這個算是系統的一種工藝參數,和光源、系統有很大關系。

目前最先進的EUV光刻機,光源是13.5nm波長,而NA達到了0.55,要再提升非常難,就算能提升,成本也會非常高。

同時工藝因子達到了0.25,也是理論上的極限,要突破更難,所以EUV光刻機,要再提升,很困難了。

所以這也是為何之前ASML稱,EUV光刻機或難以再提升了,原因就在此,因為NA、光刻工藝因子,都達到極限了。

所以接下來,要想讓光刻機前進,其實還是在光源的波長上,但大家都清楚,一旦波長變化,那麼光刻機就換代了。

之前從G線到I線,到KrF,到ArF,再到EUV,第一代的升級,其實就是光源的升級,然后不同的光源升級后,帶動NA變化,光刻工藝因子變化。

那麼13.5nm之后,波長能變到多少呢?科學家們,提出了一種新的方案,叫做BEUV技術。

這個技術,是采用 6.X nm的光源,它比EUV上采用的13.5nm波長更短,這樣分辨率更高,同時還有焦深DoF,能夠帶來更大的工藝容忍度。

采用6.Xnm波長后,NA的數值、光刻工藝因子,也可以重新升級,然后實現新一輪的變化。

按照科學家們的預測,到2035年后,EUV光刻機應該會被BEUV光刻機替代掉,因為到時候的芯片工藝將低于1nm,只有BEUV光刻機,才能勝任了。

過去,我們在光刻機技術上一直落后于全球領先水平,那麼當BEUV技術來臨時,我們能不能趕緊提前布局,別讓其它企業搶先捆綁住供應鏈,這樣我們追上全球水平,讓光刻機再也卡不住我們的脖子呢,就只有拭目以待了。

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