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摘要
经过多年的努力，极紫外(EUV)光刻技术在2018年达到了一个重要的里程碑:为先进半导体器件的大规模生产做好了准备。已经实现了250瓦的EUV源功率，提供了在20 mJ/cm2的剂量下每小时超过140个晶片的工具生产能力.对于多个系统，全晶圆临界尺寸(CD)均匀性现在小于0.5纳米，而匹配机器覆盖为1.1纳米。这些成像和覆盖性能满足5纳米节点逻辑和16纳米动态随机存取存储器(DRAM)器件的生产要求。与此同时，ASML继续提高EUV曝光工具的性能，以获得更高的吞吐量、更好的图像质量和更严格的覆盖规格，从而进一步提高生产率和能力。需要进一步改进抗蚀剂和掩模材料，以将EUV单一图案化扩展到低k1状态。最后，ASML已经开始开发一种数值孔径为0.55的EUV曝光系统，以便在未来十年后继续扩大半导体制造的规模。
介绍
EUV光刻技术的发展加速，并展示了一种基于EUV的测试器件结构。2011年，R&D曝光系统，NXE:3100，包含新开发的光学系统，其数值孔径为0.25，被开发并交付给半导体公司[5]。NXE:3300系统于2013年交付，其较高的NA为0.33[6]。这些扫描系统的发展促进了掩模和抗蚀剂材料的发展。最新的系统(NXE:3400)于2017年开发[7]，截至2018年底，共有40个0.33NA EUV系统交付给我们的客户。
EUV曝光系统概述
具有六反射镜投影光学系统设计的EUV光学系统， 包括掩模在内的所有照明和投影光学器件都是镜子。由于EUV光的波长是193纳米深紫外(DUV)光的1/14，镜面的表面轮廓和粗糙度要求高得多的精度，以保持足够低的像差和眩光。
NXE系统性能:3400B
成像和叠加 略
缺陷
缺陷的挑战是并行解决的:减少扫描仪的贡献和开发一个EUV兼容的薄膜，可以承受所需的高电源功率和吞吐量。与EUV兼容的薄膜也在并行开发。EUV薄膜必须达到高且均匀的透光率，同时满足耐热性、机械强度和耐EUV光性的要求。
生产力
通过各种源和扫描仪的发展，生产率不断提高。需要超过200瓦的源功率来支持每小时125个晶片的生产率。通过提高转换效率和增加CO2激光输出功率来增强锡靶形成，使我们能够实现5 mJ的脉冲能量，对应于大于250 W的源功率。包括改进的光学隔离的新的高功率种子模块是提供所需CO2激光功率的关键技术。
图1.EUV源系统示意图
图2EUV电源的性能
未来的EUV光刻系统 略
总结
EUV光刻技术已经发展到可以大量生产先进半导体器件的地步。由于高工艺复杂性以及与光盘和覆盖控制相关的困难，涉及ArF浸没的多种图案化技术已经达到了它们的比例极限。由于工业化技术的显著进步，EUV光刻技术使得使用单次曝光工艺的半导体器件的持续缩放成为可能。已经实现了250瓦的源功率，在20 mJ/cm2的剂量下提供超过140 wph的工具通过能力.最新的系统展示了小于0.5纳米的全晶片临界尺寸均匀性和1.1纳米的覆盖层。这些成像和覆盖性能满足5纳米一代逻辑器件的要求。ASML继续改善EUV扫描仪的性能，以获得更高的吞吐量和更严格的覆盖规格，进一步提高生产力和能力。需要对抗蚀剂和掩模材料进行额外的改进，以将EUV单一图案化扩展到低k1状态。最后，ASML已经开始开发一个NA = 0.55的EUV曝光系统，以便在未来十年后继续扩大半导体制造的规模。
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