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第50章 手搓 euv 光刻机的可行性（第2页）

EUV光刻机的分辨率提升原理涉及公式：（其中R是整个系统的分辨率，λ为系统的工作波长，NA为物镜的孔径，K为工艺因子常数），这意味着EUV光刻机的所有子系统都在围绕降低工作波长、提升物镜孔径、压制工艺因子常数等方面进行改进。

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然而，EUV光刻机的制造面临诸多挑战，其有八大核心技术，分别是光源技术、微缩投影光学系统、EUV多层膜技术、光学加工与检测系统、掩模照明光学系统、反射式掩模技术、抗蚀剂技术、精密工件台技术。

EUV光刻机对光源要求较高，目前能满足光刻设备制造商要求的主要是激光等离子体光源（LPP）。

极紫外多层膜技术是EUV光刻机的核心技术之一，要求在较大面积上获得高于60%且均匀的反射率，且系统中所有多层膜的反射峰值波长匹配需在0.05nm之内，这对多层膜的周期厚度重复误差控制要求极高，达到了原子级。

EUV光刻机的光学系统使用的是由带有镀膜的非球面镜组成的离轴反射系统，其中的非球面镜加工难度极大，其面型误差必须小于0.25nm，加工这种高精度镜子需要超精密数控机床和高精度检测装置。

我国在这方面面临一定挑战，不过也有一些好消息，如北京博鲁斯潘和长光所合作搞出了一定程度上打破国外垄断的ultr-700VG超精密物镜磨床；而ASML最新的EUV光刻机因蔡司高NA孔径非球面镜难产而推迟交付，这或许为中国芯片产业追赶提供了机会。

在工件台技术方面，EUV光刻机的真空环境对如何散发大功率磁浮工件台产生的热量并避免对其他器件产生热变形影响有很高要求，因为热变形会改变投影系统光轴和测量系统光轴之间的距离，导致套刻精度降低，影响成品率。

光刻机的价格昂贵，通常在3000万至5亿美元不等。

2022年5月20日报道，荷兰阿斯麦公司（ASML）正在制造的新款极紫外线（EUV）光刻机，每台售价约4亿美元。

ASML公司在EUV光刻机领域占据重要地位，掌握了大部分高端光刻机市场份额。

不过，我国也在光刻机特别是EUV光刻机方面不断努力寻求突破。

例如，上海光机所去年申请了LPP-EUV光源的相关专利；华卓精科能做DUV光刻机的超精密工件台等。

光刻机技术的发展对于芯片制造至关重要，各厂商和研究机构都在不断探索和创新，以推动芯片制造工艺的进步。

同时，高数值孔径（high-NA）EUV光刻机的出现是EUV光刻技术向更高精度、更高效率迈进的必然结果，它能够进一步提升光刻的分辨率，为制造更小、更精密的芯片提供可能，尽管其研发和制造成本高昂。

台积电今明两年（2024~2025年）将接收超60台EUV光刻机，其投入将超4000亿新台币（约896.61亿元人民币）。

而ASML在2025年产能的规划是20台high-NAEUV光刻机、90台EUV光刻机和600台DUV光刻机。

并且，台积电最快可能在2028年推出的A14P制程中引入high-NAEUV光刻技术，目前仍在评估其应用于未来制程节点的成本效益与可扩展性。

另外，英特尔CEO在近日的财报电话会议上宣布已成功接收全球第二台价值3.83亿美元的high-NAEUV光刻机，该设备即将进入英特尔位于美国俄勒冈州的晶圆厂，预计将支持公司新一代更强大的计算机芯片的生产。

此前，英特尔已于2023年12月接收了全球首台high-NAEUV光刻机，并在俄勒冈州晶圆厂完成了组装。

手搓EUV光刻机面临着诸多巨大的难点和挑战，主要包括以下方面：

1.极紫外光源的产生：EUV光刻机需要产生波长为13.5纳米的极紫外光，这需要极其精密的激光等离子体技术。

该过程不仅能耗大，而且要保持高度稳定和可控，难度极大。

2.光学系统的精度要求：光线需要经过一系列反射、聚束和投射等操作，这要求光学元件具有极高的精度和低散射特性，例如能够达到光刻机要求的多层膜反射镜，目前只有德国老牌镜头制造厂家蔡司能够拿出来，以实现EUV波段的高反效率。

此外，还需应用表面处理技术来降低反射和吸收等损失，确保最大程度地捕捉和利用极紫外光的能量。

3.真空环境的要求：由于极紫外光在大气中会被吸收和散射，光刻机必须在真空环境中工作，这增加了系统的复杂度，也对系统稳定性和材料性能提出了严苛要求。

4.材料耐久性和涂层技术：极紫外光的能量较高，会对光刻机的光学元件和感光材料等组件产生损害，因此需要开发和应用耐久性高的材料和涂层技术。

5.光刻胶的研发：EUV光刻胶需要具备良好的稳定性和可靠性，以避免产生任何不良反应或副作用。

目前芯片生产所用的光刻胶，高纯化学品多数是日本的专利产品，这些原料要求极高的精度和纯度。

6.复杂的系统集成：EUV光刻机是一个极其复杂的系统，涉及众多高精密的组件和子系统，需要将它们高度集成并协同工作，对系统设计、制造和调试的要求非常高。

7.技术和资金投入：其研发需要大量的资金、顶尖的科研团队以及长期的技术积累和持续投入。

8.产业链的支持：光刻机的制造涉及多个领域的供应商和合作伙伴，需要完整且强大的产业链支持，包括光源、光学元件、控制系统、真空设备等各个方面。

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