EUV 曝光機是什麼
EUV 曝光機(Extreme Ultraviolet Lithography)是使用波長 13.5nm 的極紫外光,將超微細電路圖案轉印到晶圓上的曝光設備。在以 ArF 準分子雷射為光源的 DUV 曝光需要多重曝光的 7nm 以下節點,EUV 曝光可以單次曝光形成圖案,大幅減少製程步驟數。真空環境與反射式光學系統為必要條件,光源採用 LPP(雷射激發電漿)方式產生錫(Sn)電漿。艾司摩爾(ASML)以 NXE・TWINSCAN 系列獨占全球市場,每台超過 200億日圓,是極高價的設備。
重點整理
波長 13.5nm(DUV ArF 的 1/14),實現 7nm 以下節點的單次曝光
必須採用反射式光學系統(反射鏡)+真空環境(鏡頭・空氣會吸收)
光源為以錫(Sn)電漿產生的 LPP(雷射激發電漿)方式
艾司摩爾以 NXE/TWINSCAN 系列獨占全球(每台超過 200億日圓)
High-NA EUV(NA=0.55)正推進對 2nm 以下節點的支援
常見問題
什麼是 EUV 曝光機?
EUV(Extreme Ultraviolet)曝光機是以波長 13.5nm 的極紫外光將超微細圖案轉印到晶圓上的半導體製造核心設備。它是 7nm 以下先進邏輯(台積電・三星・英特爾)不可或缺的設備,艾司摩爾是全球唯一能製造量產機台的廠商。
EUV 與 DUV 有什麼不同?
最大的差異在於光源波長。EUV 為 13.5nm(極紫外光),比 DUV ArF 的 193nm 短約 14 倍,可用單次曝光形成微細圖案。DUV 需要多次的多重曝光(多重圖案化),製程較複雜。EUV 能進一步微縮,但設備成本也大幅提高。
EUV 曝光機的主要廠商有哪些?
艾司摩爾是全球唯一的量產 EUV 設備廠商。其供應鏈由蔡司(ZEISS,德國)負責光學系統,Cymer(美國,艾司摩爾子公司)負責光源。在日本,Gigaphoton 在雷射光源零組件方面有部分參與。
為什麼 EUV 設備如此昂貴?
EUV 設備集結了錫電漿光源、反射式多層膜反射鏡(Mo/Si 交互堆疊)、真空腔體、高精度載台等世界最高水準的精密零組件。每台使用約 100,000 個零件,製造與調校需要高度技術與漫長時間,因此每台價格超過 200億日圓。
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曝光機的其他分類
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烘烤・UV 固化設備是以加熱或紫外線照射使塗佈膜硬化、穩定化的設備。
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DUV 曝光機DUV 曝光機(Deep Ultraviolet Lithography)是以 ArF 準分子雷射(193nm)或 KrF 準分子雷射(248nm)為光源的曝光設備。
電子束直寫設備電子束直寫設備是不使用光罩,以電子束直接在晶圓上描繪圖案的曝光設備。
i-line 步進機i-line 步進機(i-line Stepper)是以汞燈 i-line(波長 365nm)為光源的曝光設備,目前仍廣泛用於 0.18μm 以上成熟節點的半導體製造。
雷射直寫設備(LDI)雷射直寫設備(LDI/無光罩曝光設備)是不透過光罩,以雷射光掃描描繪圖案的曝光設備。
光罩對準曝光機光罩對準曝光機(Mask Aligner)是讓光罩與晶圓直接相對,以等倍一次轉印圖案的曝光設備。
奈米壓印微影(NIL)奈米壓印微影(NIL:Nanoimprint Lithography)是將光罩(模板)上的奈米結構圖案直接壓在紫外線硬化樹脂等材料上以轉印圖案的微影技術。