【科普】EUV光刻机为何很耗电?

百家 作者:OFweek 2020-12-29 22:28:32 阅读:335

EUV(极紫外光)光刻机,是目前半导体产业已投入规模生产使用的最先进光刻机类型。近来,有不少消息都指出,EUV光刻机耗电量非常大,甚至它还成为困扰台积电的一大难题。


为何EUV光刻机会这么耗电呢?OFweek君根据公开资料整理出了一些原因,供读者参考。


与DUV(深紫外光)光刻机相比,EUV光刻机的吞吐量相对较低,每小时可曝光处理的晶圆数量约在120片-175片之间,技术改进后,速度可以提升至275片每小时。但相对而言,EUV生产效率还是更高,原因在于1层EUV晶圆通常可以代替3-4层DUV晶圆。


据悉,晶圆制造采用的主流光源是氩氟激光,波长为193nm,而极紫外光的波长只有13.5nm,EUV光刻即以其作为光源。

EUV耗电量高的原因主要有几个方面:


一,要激光高功率的极紫外光,需要通过功耗极大的激光器,这个过程会产生大量热量,因此也需要优秀且完备的冷却、散热系统来保证设备正常工作,而激发极紫外光和冷却散热都需要消耗大量电力。


二、光前进到晶圆的过程中,需要经过十几次反射镜修正光路方向,而每经过一次反射,会有约30%的损耗,最终大约只有不到2%的光线到达晶圆。过程中损耗的能量,也大量会转化成热量,这又带来大量的散热工作,又转化成电力消耗。


三,晶圆厂产能很多时候吃紧,为提高产能,晶圆厂会进一步提升光源功率,从而提升曝光的节奏,这又带来更多的用电。


综合而言,EUV光刻机的耗电问题,本质是从光源激发到晶圆生产过程中极低的能源转换率。



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