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DUV和EUV光刻机的区别是什么?

简要描述:

光刻机主要分为深紫外光源(Deep Ultraviolet, DUV)、极紫外光源(Extreme Ultraviolet, EUV)。

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产品概述:

光刻机主要分为深紫外光源(Deep Ultraviolet, DUV)、极紫外光源(Extreme Ultraviolet, EUV)。

其中光刻分辨率的计算公式为:CD=K1・λ/NA,式中λ为准分子激光器输出激光波长,K1为工艺系数因子,NA为投影光刻物镜数值孔径。提高光刻分辨率可以通过缩短激光波长、降低工艺系数因子K1和提高投影光刻物镜数值孔径NA等来实现。

最早的光刻机光源为汞灯产生的紫外光源(UV),其特征尺寸在微米级别,可以满足0.8-0.35 微米制程芯片的生产,为了适应 IC 集成度逐步提高的要求,之后行业领域内采用准分子激光的深紫外光源(DUV),将波长进一步缩小到 ArF 的193 nm,业内实际上通过浸入技术实现更高的分辨率,可以将最小制程工艺提高到22nm。

所谓浸入技术,就是让镜头和硅片之间的空间浸泡于液体之中,由于液体的折射率大于1,使得激光的实际波长会大幅度缩小。主流采用的纯净水折射率为1.44,所以ArF加浸入技术实际的等效波长为193 nm/1.44=134 nm。但是由于157 nm波长的光线无法穿透纯净水,浸入技术出现了局限。因此,准分子激光光源只发展到了ArF。

通过浸没式光刻和步进光刻等工艺,第四代 ArF 光刻机最高可以实现 22nm 制程的芯片生产,接近了它的能力终点。但是在摩尔定律的推动下,半导体产业对于芯片制程的需求已经发展到 14nm、 10nm、甚至7nm,ArF 光刻机已无法满足这一需求,一种全新的技术--极紫外光刻技术 EUV 出现了,EUV的吸收波长从 193nm 直接下降到了 13.5nm,最小制程达到了 7nm,半导体产业将希望寄予了第五代极紫外光刻机。

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