西安专科学校-教师节的祝福语

EPE
EquipmentforElectronicProductsManufa cturing
电子工业专用设备
·本期专题·
向商业化迈进的极紫外（EUV）光刻技术
本刊编辑部
摘要：在介绍
EUV
光刻原理和
EUV光源基本概念的基础上
,
讨论了目前研究得最多、技术最
成熟的激光产生的等离子 体
LPP
光源
,
着重对
EUV
光源的初步应用和
E UV
光刻设备的开发进
展情况进行了详细介绍与讨论。目前的研究进展表明
,
随着激光产生的等离子体
EUV
光源（
LPP
）
功率的不断提高和< br>EUV
光刻设备的逐步成熟，极紫外（
EUV
）光刻技术将在
2012
年步入半导体
产业的商业化生产。
关键词：极紫外光刻；激光等离子体光源；光刻设备 ；
22nm
技术节点；商业化生产
中图分类号：
TN305.7
文献 标识码：
A
文章编号：
1004-4507(2009)01-0001-07
EUVLTechniqueGetintoitsStridetowards
VolumePro duction
EditorialofficeofEPE
Abstract:Attheb aseofEUVLprincipleandessentialconceptofEUVsource,t hispaperdiscussesthe
laserproducedplasmsourcewh ichhasbeenworkedoverwidelywithmaturetechnique，andd etailed
introducesthepreliminaryapplicationofEU VsourceandthedevelopmentprogressofEUVLsystem.
A ctualresearchstatusindicates,thatwiththeincreaseof LPPpowerandtheEUVLsystemprogressively
sophistic ated，theEUVLtechniquewouldgetintoitsstridetowardsv olumeproductionin2012.
Keywords:ExtremeUltravio letLithography;LaserProducedPlasm;LithographySyste m;22nm
VolumeProductionnode；
光刻技术在从等倍光刻发展到投影 微缩光刻
过程中，使用波长越来越短，从可见光436nm到紫
外365nm，然后又发展到深 紫外248nm，而且IC
集成度越来越高。目前半导体制造工艺中用于光刻
的光源为使用Ar F准分子激光器产生的深紫外
193nm光源。紫外光刻技术已经接近了光学光刻
技术的极限。 为了制造集成度更高的电路，人们在
积极寻找下一代光刻(NGL)光源。13.5nm波长高
能等离子体或同步辐射的极紫外(EUV)光源是近
年来发展前景被看好的下一代光刻技术，本文将主< br>要讨论与EUV光刻技术有关的进展情况。
多年来，光刻技术的物理限制一直被认为是芯
片制造工艺在深亚微米发展的主要障碍，此前业界
不断预言芯片的光刻技术将在未来几年内达到其
极限，但通过光刻工程师和专家们孜孜的追求，以
曝光波长和工艺因子的改变来努力突破分辨率极Apr．2009（总第171期）
1

·本期专题·
电子工业专用 设备
EquipmentforElectronicProductsManufacturing< br>EPE
限的限制。起初，最有希望取代193nmArF光刻的
是以F
2
激光为曝光光源的157nm光刻技术。但
是，由于157nm光刻需要采用氟化钙光学系统，因此已经被证明是不切实际的。极紫外光刻(EUV,
13.5nm)尽管在近两年内不会出现适用量 产的极紫
外光刻设备，但它仍然是22nm技术节点以下光刻
技术的发展方向。
硅片上 的光刻胶中，从而形成集成电路所需要的
光刻图形。
对EUVL的光学系统，几乎所有物质，即 使是
中低z(z为原子序数)材料如铝、铁等，在EUV波段
都表现出强烈的吸收特性，因而E UV的成像必须
在真空系统中。
EUV曝光设备原理图
1EUVL
原理
极紫外光刻(EUVL)是用波长为13.5nm的极
分辨率：50nm(β机)35nm(量产机)
产额：10～80片h(300mm)
掩模合
照明光学系统
2.13mm激光等离子
光源
2:1064mm
晶圆对准
传感器
投影光学系统
晶圆工件台
紫外辐射作为曝光光源的光刻技术。由于曝光波长
显著缩小，EUV光刻使 得实现更小的特征尺寸，并
同时具有中等的数值孔径和显著增加的焦深成为可
能。极紫外光刻的 曝光方式如图1所示。由等离子体
光源产生的极紫外辐射，通过一系列光学收集元件
(由多层膜 组成)，照明一个多层反射掩模(掩模表面
分布着由吸收材料制成的电路图形)。然后由一个非
球面光学系统将掩模上的图形按照一定的缩小率
(通常是4:1)成像到涂有光刻胶的晶片上。由于极紫
外辐射被几乎所有的物质(包括空气)强烈吸收，
EUV光刻系统必将有别于传统的光学光刻系 统。极
紫外光刻的光路系统必须在真空中；另外，要用反射
式光学系统代替传统的折射式光学系 统。
晶圆
EUV曝光方式
反射镜
图
2
极紫外光刻原理图极紫外线光刻技术长久以来都被视为后光学
成像时代强而有力的代表，但是就目前而言，将极
紫外线光刻技术用于大生产仍然需要在技术和成
本方面下工夫，这些问题包括掩模版基版的缺陷控制、光源、光刻胶、光学部件的表现、光学系统的污
染问题以及不能使用有机保护薄模而产生的掩模
版的保护问题等。
极紫外线光刻技术自1999年被国际半导体
技术发展路线图(IT RS)确立为下一代光刻的首
选技术以来，美、欧、日等国对此极为重视。目前
极紫外线光刻技 术的研究热潮已经由前期基础
关键技术攻关，转入到了系统总体集成，并研究、
完成了科研型样 机研制向生产机型研制的转变。
2006年，ASML研制出的两台极紫外线光刻原型
—“Al phaDemoTool“已经安装在了美国纽机——
约州Albang大学纳米科学与工程学院(CS NE)和
比利时IMEC微电子中心。根据计划ASML首台
极紫外线光刻系统将于2009年 出厂。
掩模
光源(激光等离子、同步辐射光等)
图
1
非球面反射光学 系统
EUV光刻原理如图2所示。利用激光能或
电能轰击靶材料产生等离子体，等离子体发出< br>EUV辐射，EUV辐射经过由周期性多层薄膜反
射镜组成的聚焦系统入射到反射掩模上，反射出
的EUV光波再通过反射镜组成的投影系统，将
反射掩模上的集成电路的几何图形投影成像到< br>2
（总第171期）
Apr．2009

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2
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EUV
光刻发展历程
1996年以前，NGL的研 究重点是电子束和软
(AlbanyNano-Techcomplex，一个耗资10亿美元的
纳米技术研发中心，国际纳米光刻事业组织的高校
Sematech成员)和比利时微电子研究中心联 盟，
(IMEC)，进行综合评估。此次导入AlphaDemoTool
的IMEC和Alb anyNanoTech两公司都在与多家著
名LSI厂商和设备厂商共同进行尖端曝光技术的
开发。此前，EUV曝光设备的开发稍落后于业内预
因此，作为32nm节点的LSI曝光技术，业内普 期。
遍看好液浸式ArF曝光技术而不是EUV曝光技
此次ASMI得以供货EUV曝光的α机 ，标志着术。
“达到了整片曝光的成像及套刻性能的指标。
该套EUV曝光设备仅作为工艺开发 用途，未
用于生产。据奥巴尼大学称，这套被ASML称作
AlphaDemoTool(AD T)价值6500万美元的光刻设
备标志着EUV技术在研发和商业化途中迈进了关
键的一步。 2006年8月IMEC宣布已于8月16日
收到来自ASMLHoldingNV的全球第一套极紫外
(EUV)AlphaDemoTool(ADT)设备，收到之后，该
设备在ASML研发人 员的协助下进行了全速晶圆
片运行。并在这台原型设备上开发EUV设备。2007
年4月完成 首次曝光，2007年9月制成首款图形。
欧洲研发中心IMEC在该设备上开展了许多工作，
并与Intel和Samsung合作。
IMEC与ASML在光刻领域一直保持紧密合
作，2 007年9月，IMEC使用ASMLEUValphade-
motool(ADT)光刻设备，该设 备采用PhilipsEx-
tremeUV公司13.4nm的EUV锡滴发射光源。
IME C利用该设备采用Rohm&Haas公司提供的
100nmMET-2D抗蚀剂（感光度为18mJc m
2
）,已
实现了32nm及40nm线宽的光刻图形。32nm
SRAM是 目前获得的最高水平产品。
X射线光刻技术。美国的EUVL技术研究是在能源
部的国立实验室 、AT&T公司和大学里进行的，没
有商业目的。1997年，Intel成立了包括AMD，Mo-< br>Micron，Infineon和IBM的EUVLLC，并与torola，
由LBNL，L LNL和SNL构成的虚拟国家技术实验
室(VNL)签订了EUVL联合研发协议(CRADA)。< br>1999年，EUVL被负责NGL的SEMATECH选定
为实现50nm及小于50nm光刻 的技术途径。
在美国，目前共有超过50个单位，包括国立实
大学、公司、集成电路公司和协调 机构参与了验室、
EUVL的研发工作。在欧洲，超过35个独立的国家
参与了EUVL研发项 目。与EUVL相关的研究项
目有4个，约110个研究单位参与，其中最大的项
目是MEDE A＋。EUV光源研制的牵头单位是
XTREMETechnologies，主要合作者来自德国、法
国、荷兰、瑞典、波兰等国。在亚洲，日本的EUVL研
究工作开始于1998年，并于200 2年6月成立EU-
目的是加速日本公司间VL系统研究协会(EUVA)，
的EUVL研发工 作和有效地管理EUVL研发项
目。韩国的EUVL研究是在工商能源部(MOCIE)的
支持 下开展的，并正在争取科技部(MOST)的支持，
主要参加单位有KERI(KoreaElectr onicsResearch
Institute)，HanyangUniversity，Kook minUniversity，
SamsungPostech，SeoulNationalUniv ersity等。工业
部门对光刻光源的主要要求为：中心波长13.5nm；
功率(有效频谱 内)115W；重复频率7～谱宽2％；
10kHz；累积能量稳定度±0.3％，3σ，<50个脉冲 ；
光源清洁度≈30000h，定义为反射镜受光源影响反
光源输出束流＜3.3mm射率下降 10％所需的时间；
2sr；最大入射立体角0.03～0.2sr，取决于特定的
光学系统设 计；光谱纯度130～400nm(DUVUV)，
3%～7%。这些指标要求是指中间焦点（IF）， 即照射
装置入口处的值。
2006年8月，荷兰ASML公司已将用于研究
与开发的全 球首批两台EUV曝光设备，0.25数值
孔径、全场(full-field)EUV曝光系统的α样 机交付
给美国纽约州立奥巴尼大学纳米科学与工程学院
3EUV
技术的主要挑战
EUV光刻的基本设备方面仍需开展大量开发工
作以达到适于量产的成熟水平。目前存在以下挑战：< br>(1)开发功率足够高的光源并使系统具有足够
的透射率，以实现并保持高生产效率；
( 2)掩模技术的成熟，包括以足够的平面度和
良率制造反射掩模衬底，反射掩模的光化学检测，
Apr．2009（总第171期）
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以及因缺少掩模表面的保护膜而难以满足无缺陷
操作要求；
(3)开发高灵敏 度且具有低线边缘粗糙度(Line
EdgeRoughness,LER)的光刻胶。
本文重 点介绍EUV光源方面的进展情况
3.1EUV
光源
高能光源是实现大规模量产并降低 成本的前提
和保障。而且，由于要同时满足EUV光刻胶对分辨率
和线宽粗糙度(LWR)的需 求，光源的功率需要不断提
高。根据预测，功率＞115W的光源可以确保涂有敏感
度为5mJ cm
2
光刻胶的硅片的产能＞100片h，对于
敏感度达到10mJcm
2< br>的光刻胶就需要180W的光源
而敏感度高于20mJcm
2
的光刻胶甚至需要 200W以
上的光源以满足量产需求。
由此可知，为了满足未来EUV光刻技术的发
展 需要，其光源结构也必须能够支持升级换代。尽
管目前实验型的EUV曝光光刻设备使用的是低功
率辉光放电等离子体(DPP)光源，但是它不能够满
足大规模量产的需求。而激光等离子体(LPP )光源
由于其具备高功率输出的优势最有希望担负起
EUV光刻技术量产的大任，进而继193 nm浸没式
光刻技术后成为ICs制造领域的主流光刻技术。
EUV光源要能够达到实用，在照 明系统的入
口处，在波长为13.5nm带宽为2％的范围内，需要
115W的EUV输出功率 。表1给出了满足大批量
生产的EUV光源性能。
表
1
用于大批量光刻的EUV
光源性能要求
光源，它能够把光刻技术扩展到22nm以下的特征
尺寸，激 光等离子体（LPP）光源被认为是这种光源
的最佳候选者。
美国Cymer公司从1997年 起就开始EUV光
源的研制，目前正在开发的EUV光源有两种：放电
等离子体源(DPP)和 激光等离子体源(LPP)。前者将
Sn的滴液(小滴)滴到激光上发光；后者在放电气体
中加 入电压，产生等离子从而发光。EIJVA正在开
发这两方面的光源，已经在LPP中达到20W的聚< br>光点及在DPP中达到54W聚光点。
伴随着大量的新闻发布，Cymer公司在SEMI-CONWest2007期间宣布其在极紫外线(EUV)光刻
光源上的成功。光刻设备供应商AS ML已经选择
Cymer公司的极紫外线光源用于量产设备，并签署
了一份长达多年的多项目协 议，计划在2008年底
首次供货。
在与ASML合作的这项协议中，Cymer公司详
细说明了在激光等离子体(LPP)光源技术方面的进
这个值是展，包括一个输出功率达到50W的光 源，
该公司之前声称的输出功率的两倍。Cymer公司打
算在年底将输出功率再提高1倍，最 终的目标是批
量生产的输出功率的光源至少200W。100W（光
源）的目标年底之前就被考 虑，用于高量产EUV扫
但这个目标是在变化的。原描光刻机的Track之上，
先的估计取决 于理想的抗蚀剂感光度和镜面系统。
Cymer光刻技术应用市场副总裁NigelFarrar
介绍，如果缺少这些，功率要求可能要提高2倍或
3倍。
之后Cymer公司的开发计划—2 007年底输出
功率达到100W正在按照时间表如期推进。从时间
和规格来看，于2008年 供货100W的EUV光源很
可能会配备到ASML的β机上。
为实现芯片批量生产需要高功率 的激光器，同
时又是降低EUV光刻机的关键。目前EUV光源的
功率己可达10W，试验样机 的要求是30W，而真
正满足批量生产要求是100W以上。
Cymer公司从2006年6月 开始运行最新的极
紫外线光源(LPP)的雏形是采用一个多级CO
2
激光
和 一个小锡滴靶(图3所示)。几个开发者已经将重
心从放电等离子体转移到激光等离子体上，主要是光源参数
中心波长nm
IF处EUV功率(2％带宽)W
重复频率Hz
整 体能量的稳定性%
进入照明系统的最大立体角sr
最大的面积×立体角mm
2
·sr
照明光学系统寿命h
要求
13.5
115
≥7000～100 00
＜0.3
0.03～0.2
1.0～3.3
30000
现代技术 的飞速发展需要集成电路不断小型
化，因而开发下一代光刻光源以满足小型化的要求
成为当前的 一项紧迫任务。目前工业界确定的下一
代光刻光源是波长为13.5nm的极端远紫外(EUV)
4
（总第171期）
Apr．2009

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电子工业专用设备< br>·本期专题·
因为激光等离子体光源被认为更为稳定而且更能
他们同样也已产生高扫描生 产能力所需要的功率。
经从主要使用氙靶转变到锑靶，因为它具有更高的
转换效率。
寿 命可达5G个脉冲。对GDPP(气体放电产生的
在带有碎片过滤器的条件下，光学等离子体)光源，< br>系统目前的寿命可优于0.1G个脉冲，电极的寿命
可优于0.3G个脉冲，集光器的寿命可达0 .5G～
1.0G个脉冲。可以看出，系统寿命距离要求还有
很大的距离。
(4)测量 和在线监测技术研究。EUV光源需要
辐的测量项目主要包括：能谱测量(红外-X射线)、
射 总功率测量、EUV谱精细测量、EUV输出功率稳
辐射源空间分布测量、光学系统及电极定性测量、< br>的退化测量等。主要采用的测量设备有：光谱仪、功
率探测器、相机、粒子分析仪、电子扫描显微 镜和
EUV标定源等。
(5)与EUVL光源相关的基础研究。与EUVL
光源相关的 基础研究有：粒子和等离子体对光源部
光源产生的粒子种类和能量件的侵蚀和沉积机制、
分布、 热量的产生和输运机制、辐射的产生和输运
机制等。
Cymer作为光刻光源领域的领先供应商 ，目前
专注于提供DUV及EUV光源。
半导体进入32nm节点，业界寄希望于波长
13.5nm的EUV光刻技术实现工艺量产，而未来更
可能缩短至10nm。
激光能量和扫描 速度是光刻机两重要因素，
EUV实现量产需要达到光源200W、Wafer处理速
度100 Wh。2004年Cymer公司在EUV光源开发
上转入了激光等离子体(LPP)技术，研制出高扫 描
100W的生产能力所需功率的稳定光源。目前，
LPP技术EUV光源已经发货，200W 光源正在研
发中。光源是EUV一大挑战，2012年业界或能转
入EUV量产阶段。
Cymer公司在这方面取得了很大的研究进
展。采用受激准分子激光驱动技术获得高功率驱
动 激光，即首先通过固态主振荡器(SoldState
再利用受激MasterOscillator) 提供高质量激光束，
XeF准分子功率放大器实现了可靠的高能量脉冲输
出。当前研制的LPP 光源输出功率约800W，IF处
EUV输出为4.52W，2007年驱动激光输出功率已
能 够达到7kW，IF处EUV输出可达102.23W，接
近115W的目标。
Apr．200 9（总第171期）
5
图
3
由一个
CO
2
激光器产 生的激光等离子体（
LPP
）
EUV
光源（来源
.Cymer
）
3.2EUV
光源研究的主要内容
(1)等离子体产生。目前主要有LPP和DP P两
种技术途径，两者各有优缺点，究竟哪一种技术途
径更合适，尚需进一步定论。
( 2)提高输出功率。目前LPPEUV光源达到的
其中激光器输出200mJ，脉输出功率为7W@2π ，
宽9ns，重复频率5kHz，工作气体为Xe，最高能量
转换效率达到0.7%。Powe rlase公司计划在2005
年采用三套并联技术，将激光输出提高到3.6kW，
在IF点 得到10～20W的EUV输出。提高LPP
[10]
光源输出功率的主要问题是提高激光器的 输出功
率和能量转换效率。DPPEUV光源目前达到的输
出功率为25.7W(Xe，收集角 1.8sr，IF点，转换效
收集角1.8sr，IF点，转换效率1%)和51.4W(Sn，
率2%)，技术上可以达到224W，满足对EUV光源
输出功率的要求。提高DPP光源输出功率面 临的
主要问题是提高转换效率，优化发射谱，提高电极
的热载荷。
(3)延长光源的寿 命。根据ASML，Canon，
Nikon联合提出的对光源的需求，要求光源寿命
大于30 000h，按7～10kHz的重复频率计算，寿
命约为700G～1000G个脉冲。光源的寿命主要
取决于电极、喷嘴、光学系统等。对LPP光源，喷
嘴的寿命目前可以优于1.5G个脉冲，反 射镜的

·本期专题·
3.3
激光等离子体
EUV
光源
(LPP)
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就可以达到足够的功率。”
2008年 3月一个关于极紫外(EUV)光刻光源
开发的新联盟在日本启动，这是继EUV曝光技术
开发 完成后，日本极紫外光刻系统开发协会(EU-
日本川崎)的又一动作。2008年5月，该协会举VA ，
行了最后的讨论会，报告EUV光源开发成果。报告
结果主要展示了采用激光等离子体技术( LPP)的中
间聚焦点为60W的EUV光源，和采用放电等离
子体技术(DPP)的中间聚焦 点为20W的EUV光
源。之前在2008年3月份结束的这个项目获得了
日本经济贸易产业省 (METI)的支持，为期5年，总
金额达到1.25亿美元。
然而，EUV光源开发的成果尚 不能商业化，光
可满足300mm晶圆源靶极设定值超过了115W，
100片h的量产需求。 这个新联盟包括EUV光源
开发商UsioInc.(Tokyo)和KomatsuLtd.(Tok yo)，
EUV设备制造商Nikon和Canon，并与METI的下
属机构新能源和技术开 发组织(NEDO)签订了为期
2年的合同。合同帮助新联盟使用之前EUVA项目
的工具设施 。
Nikon、Canon和ASML公司目前都在为R&D
研发中心提供alpha样机，但 对于32nm及更高节
EUV光源的能量仍是个问题。更高点的量产来说，
能量的EUV光源仍 在期待中。
在2008Sematech光刻论坛(BoltonLanding,
N.Y.) 举行的小组讨论会上，与会的专家们针对包
双重成像技术、高折射括极紫外光刻技术(EUV)、
率浸没式光刻技术、纳米压印技术以及无掩模版电
子束成像技术在内的各种可能的图形解决方案的优、缺点各抒己见。然而，在这些讨论中各种技术都
面临着共同的问题，即采用何种商业运作模式以 回
如何进行利益分配和成本收巨额的先期研发投入、
控制以及如何扫除光刻技术前进道路上的障 碍。
这次的光刻论坛的一项重要议程是在听取各
项光刻技术进展报告后，与会的专家们对业界接 纳
并采用这些技术的可行性进行投票表决。基于统计
结果(图4所示)，在2012年EUV技 术会取得领先
优势，但在2016年这项技术才会真正成为业界的主
极紫外光刻技术具流。对于 2012年的22nm技术，
有压倒性的优势，这项技术约60%被调研者看好。
激光等离子体 EUV光源是通过高功率的激光
器轰击金属靶、液体靶或气体靶，在焦点处产生等
离子体，激光 继续加热产生核心电离从而发出X
射线。目前可采用的激光器波长范围从10.6μm到
193 nm。脉冲宽从小于100fs到大于30ns聚焦功
率密度从109Wcm
2
到超出 1018Wcm
2
，聚焦半径
从1μm到大于100μm,激光脉冲能量从小于0.1 J
到超过100J。采用的介质多为氙气体靶、氙液体靶
和Sn靶。因锡靶有可能提高激光等离 子体EUV光
源的效率，故自2002年以来,有更多的实验室尝试
采用锡靶。
全孔径 (5sr)光束收集反射镜
子也径
收集角
(1.6sr)
UPP
激光 束
IF
I
f
图
1
光源光线收集示意图
2007年S ematech在Baltimore，Md.主办的
EUV光源研讨会(EUVSourceWork shop)上，12家
供应商和研发小组介绍了三类大功率激光系统的
准备情况和研发计划，它 们被设计用来与锡进行碰
撞以产生EUV光。
根据光源供应商的说法，以锡为燃料的LPP光< br>源，目前能够在短时间内产生高达130W的功率，
从而可以用高效集光器在中间焦点(inte rmediate
focus，IF)上得到40W以上的功率。研讨会主席、
Sematec h高级技术专家VivekBakshi指出：如果这
些光源的商业版本能够被及时地集成到一个可靠< br>的光源收集模块(SoCoMo)上，就能提供足够的功
率来满足预定于2009年交货的bet aEUV光刻机
40～60W的最低功率要求。
虽然所有这3种激光系统还不能达到商用
EUV光刻机所需的10～20kW的功率，但是可以
通过“倍增”低功率系统来获得必要的瓦特值。 “这
种方式的激光器连接模块的可行性已被证实了一
段时间了，”Bakshi说，“随着单个 激光器模块的功
率和可靠性的提升，在LPP光源中只需较少的模块
6
（总第171期 ）
Apr．2009

EPE
60
统
计
结果

%
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此前，美国Sematech光刻 胶测试中心（RTC）的
40
193drSE
193iSE
193M93iD P
193iHIL
EUVL
NIL
ML2
研究人员表示，他们已经通 过化学特征增强的EUV
光刻胶平台，获得了22nm半节距分辨率，曝光速度
线宽粗糙度(L WR)达到5～6nm。为15mJcm
2
，
据EETimes网站去年10月报道， 欧洲研发机
构IMEC首席运营官LucVandenHove表示：
IMEC将在2010年 上半年制成预投产EUV(极紫
20
0
20102012
年份
201 42016
外)光刻设备。
IMEC日前与ASML公司达成协议，计划
2010年在 IMEC300mm工厂内安装ASML深紫
，外光刻试生产型设备（EUVpre-producti ontool）
进行22nmCMOS研发。
按照目前的进程，该设备将于2012年在IME C
的300mm生产线上投产。尽管对于EUV在商业制
造中的合理性尚存疑问，然而IMEC 认为光学光刻
无法满足22nm制程。因此，EUV是唯一的选择。
早在2006年8月，IM EC已从ASML处获得
一台原型设备，并在这台原型机上开发EUV设备。
2007年4月完 成首次曝光，2007年9月制成首款
并与In-图形。IMEC在该设备上开展了许多工作，
tel和Samsung合作。
在SEMICONWEST2008展会上，IMEC发布
了深 紫外光刻技术取得显著进展，成功制备得到
32nm节点的FinFETSRAM芯片，这是目前EUV
光刻获得的最高水平的产品。这项成果的完成采用
了ASML深紫外光刻设备AlphaDem oTool(ADT)
及AppliedMaterials最先进的沉积系统。据报道，一
块 EUV掩模版的价格约为500万美元。
另外，IMEC表示在300mm洁净室中成功安
装了 EUVADT设备及并进行了验收测试。IMEC
正在将EUV技术推向22nm，将取代193nm光 刻
技术。
图
4
光刻论坛的初步调研结果（来源：
BernieRom an
）
4
极紫外（
EUV
）光刻技术向商业化迈进
从上述的 调研结果看来，193nm技术将在
2012年之后逐步走向尽头，向EUV光刻的转换可
进入 商品化生产时间能会出现在22nm节点之后，
大概是2013年左右。光刻设备巨头ASML于200 8
年10月发布了NXE系列EUV光刻设备的生产版
本(productionversio n)。ASML公司表示，这是面向
低至11nm更具成本效益的芯片制造所制定蓝图
的一部分 。
NXE系列EUV光刻设备及发展蓝图在之后
的加州LakeTahoe举行的国际EUV研 讨会上展
出。NXE设备是建立在ASMLTwinscan平台的基
础之上。ASML公司表 示，首款生产系统的设计已
经完成，设备生产已经启动。目前已经收到来自三
大洲存储器及逻辑 客户的5套订单。但客户名称、
吞吐量及价格并未公布。据估计，每套设备价格将
在5000～ 7000万美元之间。
与此同时，去年在荷兰Veldhoven举办的2008
研究回顾会议 上，ASML的经理们展示了在EUV
技术上的新进展，这些新技术已经在IMEC和奥尔
巴尼 纳米技术学院进行评估。ASML表示将在
2010年发货第一套可量产EUV系统。有趣的是，
NXT浸没式光刻机的许多改进之处也是为EUV
而开发的。
但最重要的是，为在2010年 实现EUV量产，
需进行必要的开发，包括将光源能量迅速提升至
100W以达到100片h的 产能。据IMEC的报道，
目前的产能仅为4片h。
5
结论
目前，EUVL设 备还没有成功应用到半导体产
业。实验室在应用不同的EUV光源，因此多种
EUV光源技术开 发依旧并存且不断取得进步。LPP
作为最有可能实现高量产的光源技术，据目前开发
的进展情 况看，
(下转第43页)
Apr．2009（总第171期）
7

EPE
EquipmentforElectronicProductsManufacturin g
电子工业专用设备
·封装工艺与设备·
但是，这种结构过于复杂，对加工、装配精度 要由以上图表可以看出近似结果与实际结果之
当键合头下降间的误差<0.05%几乎为0。而且，1mm时，y向滑移只有7μm，对于常用的25μm
的引线来说，滑移小于14线径，是可以接受 的。
不适合应用在高求很高。而且由于结构复杂庞大，
速运动的自动机上。
4
3.2
平行四边形键合头数学分析
当图2结构键和头完成键合过程时，其结构变化
如图 8所示。其中，l为劈刀与键和头转轴之间的距离。
h为键和面与键和头转轴之间的距离。Δz为触点脱 开
Δy为产生的y向滑移。后键合头继续下降的距离，
l
其它结构
图
9
一种理想键合头
Δ
z
h
键合头如果采用图9结构，则可以完全解决 劈
Δy
刀垂直和y向滑移问题。但是，这种结构中，导轨产
生的动摩擦力对于以克计算 的键合压力影响较大，
启动时需克服的静摩擦力要更大一些。同时导轨结
构相比转轴结构要复杂 ，实现这种结构的设计还在
图
8
平行四边形
0
键合头运动分析
试验之中。
参考文献：
[1]a,ewski,n-
stein等.微电子封装手册 （第二版）.电子工业出版社,
2001.
[2]
[3]
何田.引线键合技术 的现状和发展趋势[J].电子专用设
备，2004，33（10）：12-14.
晁宇晴，杨 兆建，乔海灵.引线键合技术进展[J].电子工
艺技术，2007，28（4）：205-210.< br>可以看出，此种结构，劈刀不产生角度偏移，y
向滑移由下推出：
Δy=
姨l
2
-Δ
2
z
(6)
式6与式4相同，其y向滑移情况 ，与第一种结
构h=0时相同。这种情况从结构上就消除了h对y
向滑移的影响。这也就消除了 不同长度的劈刀在安
装上的限制。(第一种结构会因为劈刀长度不同，而无
法满足所有型号劈刀 安装时达到h=0。)同时，这种结
构又从结构本身解决了劈刀与键合面垂直的问题。
(上接第 7页)
姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨 姨姨
到2012年，高功率LPP光源的研究将获得成功，并
有望被应用到商品化生产的EUV L设备中。
参考文献：
[1]RikJonckheere,GianFrancescoLo russo,AnneMarie
Goethals,etc,FullfieldEUVlithog raphyturningintoa
realityatIMEC[C].SPIEProceedi ngsVol.6607,May
2007:277.
[2]BrunoLaFontaine ;YunfeiDeng;Ryoung-HanKimetc.
TheuseofEUVlithog raphytoproducedemonstrationde
EmergingLithovice s[C].SPIEProceedingsVol.6921，
graphicTechnologi esXII,enberg,Editors,
March2008：210.
[3]ein, ,imensional
simulationandoptimizationofhybridla seranddischarge
plasmadevicesforEUVlithography[ C].SPIEVol.692:E
mergingLithographicTechnologie sXII,
lenberg,Editors,2008March:692.
[4]pect spre-productionEUVlithotool
early2010[J].EETime s,2008,（10）:18.
[5]张福昌，李艳秋.EUV光刻中激光等离子体光源的发
展”[J].微细加工技术，2006,（5）:1～8.
Apr．2009（总第171期）
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