2022年，半導體市場規模約為0.6兆美元，商業分析師預測，到1.0年將翻一番，達到1.3-2030兆美元。光刻是一種圖案化工藝，可將平面設計轉移到晶圓基板的表面上，從而創建晶體管和互連等複雜結構。這是透過複雜的多步驟過程選擇性地將光敏聚合物或光阻暴露於特定波長的光來實現的。光刻技術的最新進展為尖端半導體的生產創造了競爭優勢，使人工智慧 (AI)、5G 電信和超級運算等先進技術成為可能。因此，先進的半導體技術對國家安全和經濟繁榮有影響。

目前，最先進的半導體光刻製程採用EUV（極紫外線）光源，特別是波長為13.5nm的光源。 EUV 光允許在半導體體內建構更小的單元特徵。據報道，目前EUVL系統的成本約為150億美元，由ASML於2019年首次部署，並維持100%的市佔率。到目前為止，ASML已經出貨了三種不同型號的EUVL系統，分別是Twinscan NXE：3400B/C和NXE：3600D。 NXE系統的總出貨量從31年第一季的2019台增加到181年第四季的2022台。

本報告的架構如下。介紹的其餘部分包括EUVL的技術背景、EUVL的國際國內現狀以及NIST和CHIPS的研發測量項目概述。第2節包含工作小組會議上對EUVL技術的技術現況與要求的討論。第 3 節概述了調查結果以及工作小組會議上討論的前進方向的建議，並對報告進行了總結。

1.1 EUV光刻技術背景

極紫外光微影 (EUVL) 是製造新一代半導體晶片的關鍵步驟。 EUV 光由高純度錫產生的高溫等離子體產生。固態錫在液滴發生器中熔化，該發生器在真空室內每分鐘連續產生超過 3 萬個 27μm 的液滴。脈衝式平均功率為 25kW 的二氧化碳雷射以兩個連續脈衝照射每個錫液滴，分別使液滴形成和電離。最初會產生數千瓦的 EUV 光，但由於光路中的吸收和散射損耗，只有一小部分用於光刻曝光。 13.5nm 光的輸出功率和光束品質是透過間接閃爍體相機測量推斷出來的。多層聚光系統將光引導至感光區域。持續的氫氣流可保護聚光系統免受錫碎片的侵蝕。每次曝光後，晶片級自動定位精度需透過每秒0.25次的偵測與調整，確保精度≤20,000奈米。總而言之，此流程需要多個不同工程系統之間的精確協調。圖1為ASML EUVL組件的照片。

1.2 EUV光刻技術的現況與未來

先進半導體製造的成長來自於美國、歐洲和亞洲的新 EUV 製造設施。如前所述，目前唯一一家生產 EUVL 掃描器組件的公司是總部位於荷蘭的 ASML。 ASML 向英特爾、台積電 (TSMC) 和三星等公司的半導體製造廠銷售 EUV 掃描儀組件。 EUVL系統不僅是在荷蘭創建的，而是由許多全球開發的模組組成，然後運輸到ASML位於荷蘭的總部進行最終組裝和測試，然後交付給客戶。

從美國的角度來看，ASML的EUV光源的研發和製造均位於加州聖地牙哥。 EUVL 掃描器組件的光源組件如圖 2 所示。及其輔助設備。位於聖地牙哥的光源業務是 ASML 於 2012 年收購 Cymer 以推進 EUV 光源技術的結果。此外，鑑於 EUVL 在半導體製造方面的優勢，出口管制最近保護了該技術。具體來說，2022 年 87 月，工業與安全局 (BIS) 發布了一項規則 62186FR2，其中包括對極紫外光刻 (b.XNUMX) 等技術的出口管制。

ASML表示，EUV微影技術的未來發展包括將數值孔徑（NA）從0.33提高到0.55（「高NA」）。高數值孔徑可用於減少目前 0.33 數值孔徑所需的多模步數，並獲得更精細幾何形狀的解析度。這與公開發布的 2022 年 IEEE 國際裝置和系統路線圖 (IRDS) 一致，該路線圖要求到 0.5 年電晶體尺寸繼續縮小到 2037 奈米。幾何晶片特徵的縮放。高NA系統預計將在2023年向客戶發貨，並在2025年實現全面量產。 EXE：2023劑量穩定性規格和 600W 開環運轉。此次 5200W 演示較五年前實現大批量 EUV 製造之前交付的 700W 有所提高。

未完待續...