用以高档逻辑性半导体材料批量生产的EUV(ExtremeU

用以高档逻辑性半导体材料批量生产的EUV（Extreme Ultra-Violet，极紫外光光刻技术）曝出技术性的将来宏伟蓝图慢慢“踏入”大家的视线，从7nm环节的技术性连接点到2020年（今年，也是以2020年刚开始），每2年~三年一个环节向新的技术性连接点发展趋势。

高档逻辑性半导体材料的技术性连接点和相匹配的EUV曝出技术性的宏伟蓝图。

换句话说，在EUV曝出技术性的开发设计比较顺利的状况下，5nm的批量生产日程表時间会大概在二零二一年，3nm的批量生产時间大概在2023年。有关更优秀的2nm的技术性连接点，还处在模糊不清环节，小编猜想，其批量生产時间更快也是在2026年。

决策解像度（Half Pitch）

的是光波长和数值孔径、工程项目指数

技术性连接点的发展趋势促进着半导体材料曝出技术性解像度（Half Pitch）的发展趋势，ArF液浸曝出技术性和EUV曝出技术性等的解像度（R）和曝出光波长（λ）正相关，和电子光学的数值孔径（NA，Numerical Aperture）反比，换句话说，假如要扩大解像度，必须在减少光波长的另外，扩张数值孔径。

事实上，解像度和被称作“工程项目指数（k1）”的线段也成一定的占比关联。假如减少工程项目指数，解像度便会升高。可是，工程项目指数假如减少到最少规定值(0.25)，就没法再减少了。

ArF液浸曝出技术性、EUV曝出技术性中的解像度（Half Pitch）（R）和光波长、数值孔径（NA）、工程项目指数（k1）的关联。

在ArF液浸曝出技术性、EUV曝出技术性中，灯源的光波长是固定不动的，没法更改。顺带说一下，ArF液浸曝出的光波长是193nm，EUV曝出的光波长是13.5nm。二者有超出10倍的差别，单纯性测算得话，EUV曝出肯定是占上风。

对ArF液浸曝出技术性之前的光印刷制版（lithography）技术性而言，提升 数值孔径是提升 解像度的合理方式。从总体上，便是根据改进做为曝出机器设备的Stepper和Scanner，来提升 数值孔径。

与之反过来，应用EUV曝出技术性得话，不太必须更改数值孔径，EUV曝出技术性运用X线的反射面光学系统，光学系统有着比较复杂的结构，另外光学系统的转变也会随着着高额的开发设计项目投资。因此 ，以往一直以来EUV曝出机器设备层面从沒有变更过数值孔径。最开始的EUV scanner的数值孔径是0.25，现行标准机器设备的数值孔径是0.33，无论怎样说，和ArF Dry曝出技术性的最大值（0.93）对比，全是很低的。

如同在本频道中上年（2018年）十二月报导的一样（应用EUV曝出的高档逻辑性半导体材料和高档DRAM的批量生产总算开始了！），用以批量生产7nm的最顶尖逻辑性半导体材料的EUV scanner--“NXE:3400B”内嵌的数值孔径是0.33。

并且，将来多年内，都是会在应用数值孔径为0.33的EUV scanner的另外，提升 解像度。也就是说，也就是根据应用一样数值孔径的曝出机器设备来使解像度（Half Pitch）更微小化。

根据分阶段地减少工程项目指数来提升 解像度

因此 ，许多 用于提升 微小化的方法都被限定了，由于光波长和数值孔径是固定不动的，剩余的便是工程项目指数。电子光学层面，根据减少工程项目指数，能够提升 解像度。和ArF液浸曝出技术性一样，根据和Multi-patterning 技术性组成起來，就可以做到本质上减少工程项目指数的实际效果。并且，机械设备层面，必须减少曝出机器设备的重叠误差。

提升 EUV曝出技术性的解像度的方式（今年之后）

据EUV曝出机器设备生产商ASML说，她们把将来EUV曝出技术性层面的微小化工作中分成“四代”。现行标准技术实力是第一代，另外也是7nm逻辑性半导体材料的批量生产是用的技术性。工程项目指数是0.45上下。

第二代是把工程项目指数减少到0.40下列，根据改进曝出技术性的硬件配置（电子光学层面）和手机软件（阻焊层，resist）得到完成。其技术性关键也不过是改进现行标准技术性。

第三代是把工程项目指数减少到0.30下列，要得到完成，只改进现行标准技术性较为艰难，必须导进像Multi-pattering、新式mask原材料、新式resist原材料等这种基本前提。

第四代，因为工程项目指数没法再减少，因此 开发的光学系统，它能够数值孔径提升 到0.55。

EUV曝出设备厂家ASML发布的EUV曝出技术性的发展趋势。

ASML发布的技术性发展趋势材料里边沒有提及工程项目指数的实际标值，但是大家把工程项目指数的假定值装进去测算了一下，看一下解像度能够提及哪种水平，现行标准（第一代）的工程项目指数是0.46，其相匹配的解像度（Half Pitch）是19nm。

假定第二代的工程项目指数为0.39，相匹配的解像度为16nm，如果是最优秀的逻辑性半导体材料的技术性连接点得话，能够适用7nm~5nm的量商品。

假定第三代的工程项目指数是0.29，相匹配的解像度是12nm，如果是最优秀的逻辑性半导体材料的技术性连接点得话，能够适用5nm~3nm的量商品。

因为第四代大幅变更了数值孔径，工程项目指数假定为0.46，和第一代同样。假定数值孔径为0.55，工程项目指数即便 提升为0.46，相对性应的解像度也和第三代基本一致，为11.3nm，能够适用5nm~3nm的量商品。

EUV曝出技术性发展趋势和解像度的发展趋势。以EUV曝光机生产商ASML公布的数据信息为基本创作者推断的数据。

把Multi-patterning（多重曝光）

导到EUV曝出技术性里

不用改进光学系统和阻焊层（resist）等曝出技术性，把工程项目指数k1实际性地减少的方法----Multi-patterning（多重曝光）技术性。已经探讨把ArF液浸曝出层面普遍普及化的多重曝光关键技术到EUV曝出技术性里。

比如说，两次曝光便是导进LELE技术性，即反复2次Lithography（L）和Etching（E），假如把LELE技术性导到工程项目指数为0.46的EUV曝出技术性（数值孔径为0.33）上，解像度会变成16nm，这和把一次曝出时的工程项目指数降至0.39获得的实际效果一样。

三次曝出，即导进LELELE技术性，反复三次Lithography（L）和Etching（E），再度减少解像度，为12nm，这和把一次曝出时的工程项目指数减少到0.29获得的实际效果一样。

可是，运用多重曝光技术性得话，“货运量（through-put）”会大幅度减少，一次曝出（SE技术性）的圆晶解决总数约为130片/钟头，两次曝光（LELE）曝出得话，降低为70片/钟头，三次曝出（LELELE）曝出的“货运量”降低为一次的1/3，为40片/钟头。

协同应用EUV曝出和多重曝光的解像度和“吐出来量”的转变（k1是0.46），创作者依据ASML发布的数据信息汇总的数据。

汇总一下，新式的5nm技术性有两个方位，第一、保持着一次曝出技术性的另外，把工程项目指数降低到0.39；第二、根据运用两次曝光（LELE技术性）技术性，实际性地减少工程项目指数。2个的解像度全是16nm，预估批量生产开始时间为二零二一年。假如选用两次曝光技术性，预估批量生产時间能够提早到今年。

第三代的3nm技术性的连接点略微有点儿繁杂，有三个方位：第一、把一次曝出的工程项目指数保持为0.29；第二、协同两次曝光（LELE技术性）和把工程项目指数改成0.39的曝出技术性；第三、运用三次曝出（LELELE）技术性。三个方位的解像度都是12nm，预估批量生产時间为2023年。可是，假如选用三次曝出得话，批量生产時间有可能再提早。

有关第四代2nm技术性连接点，假如用数值孔径为0.33的EUV曝出技术性可能难以完成。应该是希望把数值孔径提升 到0.55的EUV曝出技术性。

EUV曝出机器设备的组成应用，

再次改进精密度和生产制造特性

EUV曝出技术性的开发设计层面最重要的是EUV曝出机器设备（EUV scanner）的改进。EUV曝出机器设备生产商ASML早已发布了继用以现行标准量商品7nm的EUV scanner--“NXE:3400B”以后的开发设计宏伟蓝图。

据ASML的技术性宏伟蓝图预测分析，以“NXE:3400B”为基本，初次开发设计减少重叠误差的版本号，后边是以“减少重叠误差版本号”为基本，开发设计提升 “吐出来量”（生产制造特性）的版本号。预估在2020年（今年）的上半年度，进行这种改进。

根据之上改进成效的新品“NXE:3400C”预估会在2020年年底刚开始交货，预估“NXE:3400C”即将“出任”5nm的批量生产工作中。

并且，减少重叠误差的另外，也要开发设计提升 生产能力的最新版本，ASML都还没发布最新版本的型号规格，交货時间预估在二零二一年的第三季度，最新版本应当会担负3nm的批量生产有什么好工作。

EUV曝出机器设备（EUV scanner）的开发设计宏伟蓝图，创作者依据ASML发布的数据统计的。

EUV曝出机器设备的开发设计宏伟蓝图，节选自2018年十二月ASML在国际性学好IEDM上公布的毕业论文。

新一代用以批量生产的EUV曝出机器设备（EUV scanner）“NXE:3400C”的概述，源于ASML在2018年十二月国际性学好IEDM的演说材料。

这种曝出机器设备基础全是配用了数值孔径为0.33的光学系统。ASML另外也在着眼于开发设计把数值孔径提升 到0.55的EUV曝出机器设备。

被ASML称之为“High NA”的、数值孔径为0.55的EUV scanner的交货時间预估在2023年的第三季度，第一批实验设备预估在二零二一年年末制成。有关“High NA”机器设备的开发设计状况，大家事后会再次报导。

*文中由 微信公众号 半导体业观查（ID：icbank）原創。如需转截请加微信好友号：icbank_kf01，或在公众号后台回应关键字“转截”，感谢。