光刻技術進化，ASML探索Hyper-NA EUV：2030 推進至0.7nm工藝
2024-02-18 08:27:53 IT之家2 月 17 日消息，縮小晶體管尺寸對于持續提升芯片性能至關重要，半導體行業從未停止探索縮小晶體管尺寸的方法。
ASML 首席技術官 Martin van den Brink 在 2022 年 9 月接受采訪時表示，光刻技術經過數十年的創新發展之后，High-NA EUV 可能走到了該技術的盡頭。
ASML 經過 1 年多的探索，有種“船到橋頭自然直，柳暗花明又一村”的突破，Brink 在《2023 年度報告》中提出了 Hyper-NA EUV 概念，有望 2030 年問世。
IT之家翻譯 Brink 在《報告》中內容如下：
NA 高于 0.7 的 Hyper-NA 無疑是新機遇，將成為 2030 年之后的新愿景。Hyper-NA 和邏輯電路息息相關，成本比 High-NA EUV 雙重曝光（Double Patterning）更低，也為 DRAM 帶來新機遇。
ASML 現有的 Low-NA EUV 光刻工具孔徑數值（NA）為 0.33，線寬 / 關鍵尺寸（CD）為 13.5nm，單次曝光下能夠產生最小 26nm 的金屬間距、25-30nm 的 T2T（針尖對針尖，切割線末端之間的距離）互連間距，足以生產 4nm / 5nm 工藝的芯片。
而 3nm 工藝需要 T2T 互連間距縮短到 21-24nm，臺積電的 N3B 工藝技術使用 Low-NA EUV 光刻工具，通過雙重曝光的方式，來盡可能地縮短間距，因此成本大幅提升。
ASML 近期開始向英特爾交付的 High-NA EUV 的孔徑數值為 0.55，其線寬為 8nm，理論上可以打印最小 8nm 的金屬間距產品，對于 3nm 工藝來說非常有用，在雙重曝光下甚至可以生產 1nm 芯片。
ASML 的 High-NA Twinscan EXE 光刻機代表了該公司技術的巔峰，每臺設備重達 150,000 公斤，相當于兩架空客 A320 客機，需要 250 個集裝箱運輸，運到客戶手里后還要再由 250 名工程師花費六個月的時間組裝。
金屬間距在 1nm 之后會更小，因此 ASML 需要更先進的工具，這也引出了 Hyper-NA EUV 概念。
Brink 在接受 Bits & Chips 采訪時證實，公司正在研究 Hyper-NA 技術的可行性，不過，目前還沒有做出最終決定。
ASML 正在調查開發 Hyper NA 技術，繼續推進各項光刻指標，其中 NA 數值將超過 0.7，預計在 2030 年左右完成。
提高投影光學器件的數值孔徑背后不僅需要付出高昂的成本，而且需要重新設計光刻工具，意味著在 High-NA EUV 基礎上可能還要再擴大尺寸，而且需要開發新的組件，成本不可避免地上漲。
根據微電子研究中心 (IMEC) 的路線圖，2030 年左右應該能推進到 A7 0.7nm 工藝，之后還有 A5 0.5nm、A3 0.3nm、A2 0.2nm。
一臺 Low-NA EUV Twinscan NXE 機器售價起步 1.83 億美元，如果需要其它配置還需要額外加錢。
而一臺 High-NA EUV Twinscan EXE 工具的起步價格為 3.8 億美元，可以預見 Hyper-NA 的起步價格會更高，甚至可能翻倍。
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