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ASML研发下一代EUV光刻机:分辨率提升70% 逼近1nm极限

2020年03月18日 09:16 次阅读

  一、2021年的交付量将是2019年的两倍左右

齐鲁彩票   据国外媒体报道,在推出两代极紫外光刻机之后,阿斯麦公司又已在研发下一代极紫外光刻机,计划2022年年初开始出货。

  阿斯麦是在2019年的年报中,披露他们正在研发下一代极紫外光刻机的,计划在2022年年初开始出货,2024/2025年大规模生产。

  在EUV齐鲁彩票光刻机方面,荷兰ASML(阿斯麦)公司垄断了目前的EUV光刻机,去年出货26台,创造了新纪录。据报道,ASML公司正在研发新一代EUV光刻机,预计在2022年开始出货。根据ASML之前的报告,去年他们出货了26台EUV光刻机,预计2020年交付35台EUV光刻机,2021年则会达到45台到50台的交付量,是2019年的两倍左右。

 

  光刻机是芯片生产中非常关键的设备,在工艺提升到7nm EUV、5nm之后,已只有极紫外光刻机能满足要求,阿斯麦则是目前唯一能制造极紫外光刻机的厂商。阿斯麦所生产的极紫外光刻机,光源的波长缩短到了13.5nm,而极紫外光刻机之前最先进的深紫外光刻机,使用的则是波长为193nm的光源。

  作为目前全球唯一有能力制造极紫外光刻机的厂商,阿斯麦已经推出了两款极紫外光刻机,分别是TWINSCAN NXE:3400B和TWINSCAN NXE:3400C,可用于生产7nm和5nm的芯片,后者是最新推出的,去年共交付了9台。

齐鲁彩票   目前ASML出货的光刻机主要是NXE:3400B及改进型的NXE:3400C,两者基本结构相同,但NXE:3400C采用设计,维护更加便捷,平均维修时间将从48小时缩短到8-10小时。此外,NXE:3400C的产能也从之前的125WPH(每小时处理晶圆数)提升到了175WPH。

  不论NXE:3400B还是NXE:3400C,目前的EUV光刻机还是第一代,主要特点是物镜系统的NA(数值)为0。33。

  二、新一代EUV光刻机分辨率提高70%

  ASML最近披露他们还在研发新一代EUV光刻机EXE:5000系列,NA指标达到了0.55,主要合作伙伴是卡尔蔡司、IMEC比利时微电子中心。与之前的光刻机相比,新一代光刻机将采用 High-NA技术,有更高的数值孔径,分辨率和覆盖能力较他们当前的极紫外光刻机将提高70%。可以进一步提升光刻机的精度,毕竟ASML之前的目标是瞄准了2nm甚至极限的1nm工艺的。

  不过新一代EUV光刻机至少到2022年才能出货,大规模出货要到2024年甚至2025年。而按照目前台积电和三星齐鲁彩票的进度来看,今年会量产5nm工艺,而3nm工艺虽然目前已有突破,但是可能也要等到2022年才会量产。

  按照三星的规划,在6nm LPP之后,还有5nm LPE、4nm LPE两个节点,随后进入3nm节点,分为GAE(GAA Early)以及GAP(GAA Plus)两代。去年5月,三星的3nm GAE设计0.1版本已经就绪,以帮助客户尽早启动3nm的设计,但是量产应该要等到2022年以后了 。

  而台积电的目标也是在2022年量产3nm工艺。据了解,目前台积电的3nm进展顺利,已经开始与早期客户进行接触。而台积电新投资6000亿新台币的3nm宝山厂也于去年通过了用地申请,将于今年正式动工。

  三、开发3nm工艺的系统时面临巨大挑战

  比利时研究机构IMEC和微影设备制造商ASML计划成立一座联合研究实验室,共同探索在后3纳米(post-3nm)逻辑节点的纳米级组件制造蓝图。IMEC和ASML之间已经建立将近30年的长期合作关系,此次双方这项合作是一项为期五年计划的一部份,将分为两个阶段。首先是开发并加速极紫外光(EUV)微影技术导入量产,包括最新的EUV设备准备就绪。

  IMEC总裁兼首席执行官Luc Van den hove说,这些新机器中的第一台将安装在高NA EUV研究实验室进行早期。

 

齐鲁彩票   那么IMEC在开发后3nm工艺的系统时面临哪些挑战?Van den hove表示,IMEC重点投入的三个主要的研究领域包括光阻技术、光罩的防尘薄膜技术,以及工艺优化。

  Van den hove说:“光阻技术还需要进一步改进,才能减少缺陷率。你希望光阻剂更加灵敏,但更高的灵敏度会增加缺陷率。”

  他说这是一个多次反复的过程,能够逐步提高性能,但这么多年来的进展速度相当缓慢。他强调,随着更多的EUV系统部署,生态系统中的光阻剂供应商越来越多,很快地就能够以更快的步伐带来更多的改善机会。

  EUV的光罩防尘薄膜也来得相当慢。Van den hove表示,最大的挑战仍然是透明度,IMEC正计划解决这个问题。Van den hove补充说,IMEC在当前EUV技术发展中扮演的角色,就在于组织协调所有参与者——从光阻剂、光罩供应商到和计量以及最终的客户。

  本文由电子 发烧友综合报道,内容参考自电子产品世界、cnBeta等,转载请注明以上来源。

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