目前全球仅有ASML一家能够研发出EUV光刻机。
EUV的光刻机,采用的是LPP-EUV光源方案,也称之为激光等离子体激光等离子体EUV光源(LPP)。
它的原理,是通过30kW功率的二氧化碳激光器,轰击锡金属液滴,将这些锡珠再蒸发成等离子体,最后产生13.5nm波长的EUV光线。
然后再通过蔡司的物镜系统,将这些光线收集起来,控制其方向、能量等,再去照射硅晶圆,将光掩膜板上的芯片电路图,投到硅片上。
这个过程中,需要高功率的二氧化碳激光器,需要锡滴(在 500,000ºC 下),还需要蔡司的物镜系统,使的整个系统庞大复杂,功耗巨大,能量转化又非常低,EUV光刻机的功率非常高。
所以一直以来,大家都希望有更多的方式,来形成这个EUV光源系统,替代掉现有的这种LPP-EUV方案。
其中基于直线电子加速器的自由电子激光(FEL)技术的EUV光源系统,也就是FEL-EUV系统,被大家寄以重望,认为或能够替代掉ASML现有的LPP-EUV方案。
FEL的原理,是用粒子加速器将电子加速到近光速,通过磁场产生相干光,这样需要的功率更低,且理论上产生的光源,可以更短,能够将现有的13.5nm推向6nm乃至更短波长。
研究表明,FEL-EUV方案的成本,可能是LPP-EUV方案成本的二分之一,运营成本更是只有十分之一,同时FEL无实体靶材消耗,避免锡滴污染光学镜片,维护成本大幅降低,远比LPP-EUV方案更为优秀。
所以目前像美国、日本、中国,都在研究这个FEL-EUV方案,特别是中国,同步辐射加速器已实现250W的FEL路线输出。
而近日,有媒体报道称,马斯克可能会在他建设的TeraFab晶圆厂中,采用这种FEL-EUV方案,而不是ASML的LPP-EUV方案,马斯克还在社交媒体发文回应称“FEL FTW”(FEL必胜)。
要知道马斯克计划将它的TeraFab晶圆厂建设成为全球最大的晶圆厂,需要的不只是几台EUV光刻机,而是几十几百台EUV光刻机。
那么对于马斯克而言,采用FEL-EUV方案,那么如果采用FEL-EUV方案,这种FEL系统产生的光线,可以集群供多台的EUV光刻机使用,而不是一个EUV建一个LPP光源,这样使用成本更低、效率更高。
当然,目前FEL-EUV方案,还没能形成稳定的商用,但如果马斯克愿意,用投入大资金来研发,说不定会很快让其落地,那么ASML的好日子,可能就真的不多了,现有的LPP-EUV光刻机,就真的要被马斯克颠覆了。
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