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EUV光刻機(jī)的發(fā)光原理
發(fā)布時(shí)間：
2025-12-09
來源：內(nèi)容編譯自Tom聊芯片智造。
EUV 光刻以 13.5 nm 極紫外光突破傳統(tǒng)光刻極限，是實(shí)現(xiàn)先進(jìn)制程的關(guān)鍵技術(shù)。其高能量特性決定了必須依賴錫等離子體發(fā)光與多層反射鏡完成成像，是半導(dǎo)體制造史上的重大革命。
EUV光刻波長(zhǎng)與特點(diǎn)
光子能量：約92 eV，遠(yuǎn)高于DUV的6.4 eV（ArF，193 nm）
這種高能光已經(jīng)足以電離幾乎所有元素的原子外層電子，因此不能用傳統(tǒng)透鏡或氣體激光方式產(chǎn)生。
EUV光的產(chǎn)生需要極高能量，因此采用了高溫等離子體發(fā)光機(jī)制。
EUV光源的發(fā)光原理
激光等離子體光源（Laser Produced Plasma, LPP）
其基本過程如下：
① 生成錫微滴（Tin Droplet）
使用高精度噴射系統(tǒng)，將液態(tài)錫（Sn） 噴射成直徑約 20~30 μm 的微小液滴；
微滴頻率約 50,000 次/秒；
懸浮于真空腔室中（不能有空氣，否則13.5 nm光會(huì)被完全吸收）。
② 高功率激光轟擊錫微滴
來自CO?激光器（功率約20~40 kW）的脈沖激光精確對(duì)準(zhǔn)錫微滴；
激光瞬間將錫加熱到上百萬攝氏度，使其完全電離為高溫等離子體；
此時(shí)錫原子的外層電子被剝離，只剩下高電荷態(tài)的離子（Sn??～Sn¹??）。
③ 等離子體發(fā)射EUV光
這些多價(jià)態(tài)錫離子在高溫高能環(huán)境下，會(huì)不斷從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)；
當(dāng)電子從外層軌道返回內(nèi)層軌道時(shí)，釋放出特定能量光子；
這些光子的能量集中在 13.5 nm 波段（極紫外區(qū)）；
這一波段能量恰好適合用于高分辨率光刻（對(duì)應(yīng)<10 nm特征尺寸）。
所以EUV光不是“反射光”或“激光”，而是由錫等離子體自發(fā)輻射。
EUV光的收集
1，必須在真空中運(yùn)行；
2，不能用透鏡聚焦，只能用多層反射鏡（Mo/Si Bragg Mirror）反射光線。
光線經(jīng)過：
Collector Mirror（收集鏡）：匯聚分散的EUV光；
Intermediate Focus（中間焦點(diǎn)）：形成均勻光束；
投影光學(xué)系統(tǒng)（Projection Optics）：通過多層反射鏡實(shí)現(xiàn)圖形縮小與成像。
*免責(zé)聲明：本文由原作者創(chuàng)作。文章內(nèi)容系原作者個(gè)人觀點(diǎn)，我方轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表我方對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系后臺(tái)。
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