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阿斯麦|10年迭代缩短为3年：ASML EUV光刻机大跃进( 二 )


阿斯麦|10年迭代缩短为3年：ASML EUV光刻机大跃进
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在上个月举办的 SPIE 会议上 ， ASML 和蔡司报告说 ， 虽然开发正在按计划进行 ， 但预计要到 2023 年才能安装第一个0.55 NA EUV系统 。如图所示 ， ASML 的路线图将第一个High NA 系统 (EXE:5000) 安装在 ASML 工厂的实验室中 ， 并于 2023 年与 Imec 联合运行 ， 以进行初步评估 。
EXE:5000 系统应在 2024 年交付给客户 ， 生产型 EXE:5200 系统应在 2025 年左右交付给客户用于生产使用 ， 
阿斯麦|10年迭代缩短为3年：ASML EUV光刻机大跃进
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在semiwiki的文章里他们谈到 ， High-NA 的光学器件比 0.33 NA 的要大得多 ， 需要独特的设计方法 。0.55 NA 系统将具有一个变形镜头系统 ， 在一个方向上具有 4 倍的缩小率（与 0.33 NA 相同） ， 在正交方向上具有 8 倍的缩小率 。由于reticle的尺寸和 8 倍的缩小 ， 可打印区域尺寸在扫描方向上减半至 16.5nm 。
阿斯麦|10年迭代缩短为3年：ASML EUV光刻机大跃进
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为了更快地推动High NA EUV光刻机落地 ， ASML正在和很多研究机构和企业携手 ， 如imec就是他们一个很重要的合作火棒 。
imec执行长Luc Van den hove表示 ， imec与ASML合作开发High-NA技术 ， ASML现在正在发展首台0.55 High-NA EUV微影扫描设备EXE:5000系统的原型机 。他指出 ， 与现有的EUV系统相比 ， High-NA EUV微影设备预计将能在减少曝光显影次数的情况下 ， 实现2奈米以下逻辑芯片的关键特征图案化 。
而为了建立首台High-NA EUV原型系统 ， imec持续提升当前0.33 NA EUV微影技术的投影解析度 ， 借此预测光刻胶涂布薄化后的成像表现 ， 以实现微缩化线宽、导线间距与接点的精密图案转移 。
同时 ， imec携手材料供应商一同展示新兴光刻胶与涂底材料的测试结果 ， 在High-NA制程中成功达到优异的成像品质 。同时也提出新制程专用的显影与蚀刻解决方案 ， 以减少微影图案的缺陷与随机损坏 。
从这个描述中我们可以看到 ， 对于0.55 NA的光刻机 ， 需要更新的不但是其光刻机系统 。同时还需要在光掩模、光刻胶叠层和图案转移工艺等方面齐头并进 ， 才能让新设备应用成为可能 。
生态系统全力以赴
在晶圆厂中 ， 芯片制造商需要利用光刻机和其他设备来生产芯片 。使用在设计阶段生成的文件格式 ， 光掩模设施创建掩模 。掩模是给定芯片设计的主模板 ， 最终被运送到晶圆厂 。从那里 ， 晶圆被插入到涂层机/显影系统中 。该系统将一种称为光刻胶的光敏材料倒在晶圆上 。
然后 ， 将掩模和硅片插入光刻扫描仪中 。在操作中 ， 扫描仪产生光 ， 光通过一组投影光学器件和系统中的掩模传输 。光照射光刻胶 ， 在硅片上形成图案 。
阿斯麦|10年迭代缩短为3年：ASML EUV光刻机大跃进
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从过往从DUV到EUV升级一样 ， 来到High-NA EUV上也需要新的光掩模类型 。因为在更高的孔径下 ， 光子以更浅的角度撞击掩模 ， 相对于图案尺寸投射更长的阴影 。“黑暗”、完全被遮挡的区域和“明亮”、完全曝光的区域之间的边界变为灰色 ， 从而降低了图像对比度 。
据Semiengineering报道 ， 有几个选项可用于降低有效吸收器(effective absorber)高度 ， 从而降低 3D 掩模效果的影响 。第一个也是最简单的方法是减小吸收材料的厚度 。
Imec 高级图案化项目总监 Kurt Ronse 在接受Semiengineering时表示 ， 由High NA EUV 图案化的第一层可能具有相对宽松的尺寸 ， 约为 28nm 。简单地降低吸收器高度应该提供足够的对比度 。
然而 ， 随着功能不断缩小 ， 制造商将需要重新考虑吸收材料 。Erdmann 指出 ， 目前使用的钽基吸收体(tantalum-based absorber)的光学特性相对较差 。降低吸收体的折射率将改善剂量-尺寸特性 ， 在恒定曝光剂量下实现更小的特征 。


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