文章摘要
【关 键 词】 EUV光刻、技术创新、芯片制造、光学设计、成本降低
本文提出了一种新型的极紫外（EUV）光刻技术，旨在降低现有EUV光刻设备的功耗和成本，同时提高生产效率。该技术采用简化的照明系统和双镜片投影物镜设计，相较于传统六镜片系统，能够显著降低EUV光源的输出功率需求，从1兆瓦降至100千瓦。此外，新型设计的投影物镜具有更高的机械稳定性和易于组装维护的特点。
在照明系统方面，通过两个窄圆柱形反射镜引入极紫外光，实现平均法向照明，减少掩膜版三维效应。同时，简化的照明系统提供对称的四极离轴照明，绕过中心遮蔽，提高空间分辨率，实现柯勒照明。理论分辨率极限可达24纳米，图像缩小系数为5，物像距离为2000毫米。使用曲面掩模后，物像距离可降至1500毫米，分辨率提升至16纳米，适用于小尺寸芯片生产和最新的chiplet芯片技术。
该技术还关注了EUV光刻中的多个关键问题，如反射镜表面粗糙度、碳污染、CO2激光器加热影响、光学像差校正等。通过减少反射镜数量，提高表面清洁度，降低CO2驱动激光器功率等措施，有效提升了图像质量和生产效率。
在光学设计方面，通过调整镜面曲率、引入非球面反射镜、扩大视野、使用曲面掩膜等方法，实现了像差校正和焦深控制。同时，针对中心遮蔽问题，提出了缩小光束孔、优化离轴照明和部分相干系数等策略，以减少对投影图案的影响。
此外，本文还探讨了部分相干光源在EUV光刻中的应用，通过调整光源大小和部分相干系数，实现了离轴四极照明模式，提高了成像能力和分辨率。在成像分析方面，通过FFT快速傅里叶分析，研究了中心遮挡和两个圆柱镜阴影对成像的影响，为进一步优化提供了依据。
总之，本文提出的新型EUV光刻技术具有低功耗、低成本、高效率的特点，通过一系列创新设计和优化措施，有效解决了现有EUV光刻设备中的多个关键问题，为芯片制造行业提供了一种可持续发展的解决方案。
原文和模型
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【原文作者】 半导体行业观察
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