光刻機(jī)作為集成電路生產(chǎn)中不可或缺的重要設(shè)備之一,一直以來都決定了先進(jìn)制程的發(fā)展速度,而阿斯麥(ASML)是歐洲最大的技術(shù)公司,主導(dǎo)著光刻市場。
近期,光刻巨頭荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備公司阿斯麥?zhǔn)紫瘓?zhí)行官Peter Wennink表示,今年將按計(jì)劃在其下一個(gè)產(chǎn)品線中推出首款測試工具。據(jù)了解,該款高數(shù)值孔徑的極紫外光刻(EUV)機(jī)器只有卡車大小,每臺(tái)成本超過 3 億歐元,頂級芯片制造商需要這些機(jī)器,以便他們能夠在未來十年生產(chǎn)更小、更好的芯片。
不過,在分析人士看來,EUV 光刻技術(shù)或非是通向先進(jìn)制程的必由之路。
“未來幾年可能會(huì)出現(xiàn)所謂下一代光刻技術(shù),如NIL(納米壓印光刻)?!币追劫Y本研究部主管王逸研對第一財(cái)經(jīng)表示,傳統(tǒng)的EUV(極紫外光刻)光刻機(jī)在制造晶體管時(shí)會(huì)遇到它的物理極限,NIL光刻機(jī)最大的好處是光源相對便宜,即不需要用能源轉(zhuǎn)換效率低的EUV的激光源,而是只用一些DUV(深紫外光刻)或者是更成熟的光源就可以結(jié)合納米涂層的方法實(shí)現(xiàn)一至兩納米制程的量產(chǎn)。
EUV技術(shù)如何演進(jìn)?
美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)發(fā)布的一份有關(guān)EUV光刻機(jī)的報(bào)告指出,當(dāng)今最先進(jìn)的半導(dǎo)體光刻工藝使用EUV光源,特別是13.5nm分辨率的光。EUV光允許在半導(dǎo)體中構(gòu)建更小的單位特征,而這種光由上文提及的EUVL系統(tǒng)生成,這項(xiàng)技術(shù)由阿斯麥于2019年首次部署并一直保持著100%的市場份額。
1997年,美國半導(dǎo)體巨頭英特爾公司和美國能源部就共同發(fā)起成立了EUV有限責(zé)任公司,即EUV LLC,研究EUV光刻技術(shù)。隨后,EUV LLC納入ASML,允許其享受基礎(chǔ)研究成果。
加入EUV LLC后,ASML便在EUV的研發(fā)進(jìn)度上突飛猛進(jìn)。在尋求政府經(jīng)費(fèi)幫助、吸收下游制造商投資、聯(lián)合研究所研發(fā)等一系列舉措的支持下,ASML最終于2010年成功推出第一臺(tái)EUV光刻機(jī)NXE:3100。
當(dāng)前,市面上主流的EUV光刻機(jī)是ASML的NXE:3400C和NXE:3400D。ASML官網(wǎng)的參數(shù)顯示,兩者均支持7納米和5納米節(jié)點(diǎn)的EUV量產(chǎn),后者的生產(chǎn)效率相比前者提高了15%至20%。
2022年,ASML稱收到了供應(yīng)商提供的第一個(gè)高數(shù)值孔徑機(jī)械投影光學(xué)器件和照明器以及新的晶圓載物臺(tái)。這兩個(gè)模塊將用于下一代EUV光刻機(jī)EXE:5000的初始測試和集成。據(jù)了解,ASML EXE:5200系統(tǒng)具備High-NA 系統(tǒng)和每小時(shí) 220 片晶圓生產(chǎn)率的性能。
ASML做出的最新技術(shù)規(guī)劃認(rèn)為,EUV光刻的未來發(fā)展將把數(shù)值孔徑(NA)從0.33增加到0.55(High NA)。業(yè)界預(yù)測,High-NA EUV將面向2納米乃至埃米級工藝節(jié)點(diǎn),是在未來10-20年成為半導(dǎo)體晶圓制造的頂尖工藝支撐設(shè)備之一。ASML預(yù)計(jì)High NA系統(tǒng)將于2023年底交付給客戶,用于大批量制造的全平臺(tái)工藝預(yù)計(jì)將于2025年投入運(yùn)營。
上述報(bào)告中提到,EUVL是制造下一代半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵步驟。據(jù)報(bào)告測算,一套EUVL系統(tǒng)目前耗資約1.5億美元。迄今為止,ASML已經(jīng)交付了三種不同型號(hào)的EUVL系統(tǒng),即Twinscan NXE:3400 B/C和NXE:3600D,NXE系統(tǒng)的總出貨量從2019年第一季度的31臺(tái)增長到2022年第四季度的181臺(tái)。

ASM 4552143A
ASM 4552200
ASM 4552183
EMERSON VS3202 SLS1508
KOLLMORGEN AKM33E-ANCNR-00
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ASM 4552021
BENTLY 133442-01
A-B 2711P-B6C20D/D
HONEYWELL CC-TUIO31
PIONEER MAGNETICS PM3398B-6P-1-3P-E 80026-172-23
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HONEYWELL SDO-0824
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HIMA K9203 996920302
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WOODWARD 5453-203
WOODWARD 9907-162
WOODWARD 5453-277
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EMERSON SLS1508
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