第50章 手搓 EUV 光刻机的可行性（3/5）

极紫外线光刻机（extreme ultraviolet，简称EUV光刻机），是以波长为10~14纳米的极紫外光作为光源的光刻技术，可被应用于14纳米及以下的先进制程芯片的制造。

EUV光刻机的原理是用波长只有头发直径一万分之一的极紫外光，在晶圆上“雕刻”出电路，从而制造出包含上百亿个晶体管的芯片。其重要性不言而喻，例如华为的麒麟990系列芯片、苹果手机的A14处理器（5纳米工艺）以及M1处理器、三星的Exynos9825处理器等都是用EUV光刻机生产出来的，可以说7纳米以下的芯片，没有EUV光刻机很难制造出来。

光刻机的精度越高，能生产出的纳米尺寸越小、功能更强大的芯片。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。