Extreme Ultra Violet og dets applikationer

EUV refererer til ekstreme ultraviolet med en bølgelængde på 13,5 nm. Også kaldet bløde røntgenstråler. Eksponeringsteknologi fra EUV ved brug af ekstremt ultraviolet lys forventes som en ny generation af eksponeringsteknologi, som yderligere kan miniaturisere halvledere.

Den foregående halvledereksponeringsteknik var at øge opløsningen på eksponeringstidspunktet ved at forkorte bølgelængden af lyset, der anvendes til at tilfredsstille behovet for miniaturisering. Imidlertid har eksponeringsbølgelængden i de seneste 10 år forblev uændret ved 193 nm. Årsagen er, at industrien har indført en eksponeringsteknisk væske, hvor vandet er fyldt mellem linsen og waferen, og en dobbelt eksponeringsteknik, såsom gentagen eksponering, i stedet for at forkorte bølgelængden for at øge opløsningen.

Opmærksomt forkorte eksponeringsbølgelængden

EUV-eksponering forkorter eksponeringsbølgelængden til 13,5 nm, hvorved opløsningen øges ved eksponeringstidspunktet. (Dette billede blev produceret af Nikkei Electronics baseret på information fra International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS). Foto courtesy of Asimah.)

Men disse teknologier kommer også tættere på grænsen. Den nyeste dæmpningsteknologi har en opløsning på ca. 38 nm, og 19 nm er grænsen selv ved anvendelse af en sekundær mønstereksponeringsteknik. Hvis du fortsætter med at øge opløsningen, skal du øge antallet af eksponeringer til mere end 3 gange, hvilket vil øge omkostningerne. Med EUV-eksponeringsteknologien med en bølgelængde på kun 13,5 nm kan et mønster på ca. 14 nm let dannes i en eksponering.

Udviklingen af EUV-eksponeringsteknologi bliver imidlertid langsommere og langsommere. Hovedårsagen er, at EUV-lyskildeens udgangseffekt er i øjeblikket kun 10 til 20 W, hvilket stadig er langt fra den 250 W, der kræves til masseproduktion. Hvis dette fortsætter, vil det have en enorm indflydelse på tempoet i halvlederminaturering. Derfor meddelte ASML, som er involveret i eksponeringsudstyrsvirksomheden EUV, i oktober 2012, at den vil erhverve Cymer, verdens største producent af EUV-lyskilder, for at fremskynde udviklingen. Asmar målsætning er at opnå den nødvendige 250 W udgangseffekt af EUV lyskilde i 2015.

Ekstrem ultraviolet fotolitografi (EUV) kan betragtes som en af de mest lovende teknologier. Selv om der stadig er mange teknologier, der i øjeblikket venter på at blive overvundet.

Halvlederindustrien vedtager to grafiske eksponeringsteknologier og overvejer en gradvis overgang til EUV-teknologien. Derfor vil den avancerede teknologi indtil 2012 bruge to gange grafikeksponeringsteknologien ved 22nm halv tonehøjde som mainstream. Blandt de adspurgte mener 60,4% af brugerne, at to mønstereksponeringsteknikker vil blive brugt i litografi på gatelag og 51,1% anses for at blive brugt i kontaktlagarlithografi. Imidlertid antog mange respondenter i 2014-2015, at på tidspunktet for 16nm-æraen troede 43% af respondenterne, at det kunne anvendes til fremstilling af gatelag og 47,7% blev anvendt i kontaktlaglitografi. På tidspunktet for 2016-2018 mente mange i branchen, at det ville gå 11nm, da 60,6% af respondenterne troede, at det kunne anvendes på lithografien af fotolithographylaget, og 63,9% af dem blev brugt i kontaktlaglitografi.