3nm工艺的救星？ASML、IMEC联合研发第二代EUV光刻机

3nm工艺的救星？ASML、IMEC联合研发第二代EUV光刻机

　　随着三星宣布7nm EUV工艺的量产，2018年EUV光刻工艺终于商业化了，这是EUV工艺研发三十年来的一个里程碑。不过EUV工艺要想大规模量产还有很多技术挑战，目前的光源功率以及晶圆产能输出还没有达到理想状态，EUV工艺还有很长的路要走。在现有的EUV之外，ASML与IMEC比利时微电子中心还达成了新的合作协议，双方将共同研发新一代EUV光刻机，NA数值孔径从现有的0.33提高到0.5，可以进一步提升光刻工艺的微缩水平，制造出更小的晶体管。

　　NA数值孔径对光刻机有什么意义?这个问题我们在之前的超能课堂：单价1.2亿美元的光刻机，全球只有一家公司生产一文中做过简单解释，决定光刻机分辨率的公式如下：

　　光刻机分辨率=k1*λ/NA

　　k1是常数，不同的光刻机k1不同，λ指的是光源波长，NA是物镜的数值孔径，所以光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径，波长越短越好，NA越大越好，这样光刻机分辨率就越高，制程工艺越先进。

　　现在的EUV光刻机使用的是波长13.5nm的极紫外光，而普通的DUV光刻机使用的是193nm的深紫外光，所以升级到EUV光刻机可以大幅提升半导体工艺水平，实现7nm及以下工艺。

　　但是改变波长之后再进一步提升EUV光刻机的分辨率就要从NA指标上下手了，目前的光刻机使用的还是NA=0.33的物镜系统，下一代的目标就是NA=0.5及以上的光学系统了。

　　如今ASML与IMEC合作的就是高NA的EUV工艺了，双方将成立一个联合实验室，在EXE：5000型光刻机上使用NA=0.55的光学系统，更高的NA有助于将EVU光源投射到更广阔的晶圆上从而提高半导体工艺分辨率，减少晶体管尺寸。

　　如今这项研究才刚刚开始，所以新一代EUV光刻工艺问世时间还早，此前ASML投资20亿美元入股蔡司公司，目标就是合作研发NA=0.5的物镜系统，之前公布的量产时间是2024年，这个时间点上半导体公司的制程工艺应该可以到3nm节点了。

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