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ASML在imec的ITF World 2024大會(huì)上宣布，其首臺(tái)High-NA機(jī)器現(xiàn)已超過了兩個(gè)月前創(chuàng)下的紀(jì)錄，再次創(chuàng)下新的芯片制造密度記錄。ASML前總裁兼首席技術(shù)官M(fèi)artin van den Brink現(xiàn)在在該公司擔(dān)任顧問職務(wù)，他還提議該ASML可以開發(fā)一種Hyper-NA芯片制造工具，以進(jìn)一步擴(kuò)展其High-NA機(jī)器，并共享潛在的路線圖。他概述了一項(xiàng)計(jì)劃，通過從根本上將未來ASML光刻機(jī)的速度提高到每小時(shí)400至500片晶圓（wph），比目前200 wph的峰值高出一倍多，從而降低EUV芯片制造成本。他還為ASML未來的EUV光刻機(jī)系列提出了模塊化的統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

Van der Brink表示，經(jīng)過進(jìn)一步調(diào)整，ASML現(xiàn)在已經(jīng)使用其尋路高數(shù)值孔徑EUV機(jī)器打印了8nm密集線條，這是專為生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的機(jī)器的密度記錄。這打破了該公司在4月初創(chuàng)下的紀(jì)錄，當(dāng)時(shí)該公司宣布，其位于ASML荷蘭費(fèi)爾德霍芬總部與imec的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室中，其尋路High-NA機(jī)器（pathfinding High-NA EUV）已經(jīng)打印了10nm密集線條。

從這個(gè)角度來看，ASML的標(biāo)準(zhǔn)Low-NA EUV機(jī)器可以打印13.5nm的關(guān)鍵尺寸(CD -可以打印的最小特征)，而新的High-NA EXE:5200 EUV工具旨在通過打印8nm特征來創(chuàng)建更小的晶體管。因此，ASML現(xiàn)在已經(jīng)證明其機(jī)器可以滿足其基本規(guī)格。

“今天，我們已經(jīng)取得了進(jìn)展，我們能夠在整個(gè)視場上顯示低至8nm的記錄成像，而且還有一定程度的疊加，”Van der Brink說，“順便說一句，這不是完美的數(shù)據(jù)，但它只是向你展示進(jìn)展。我們今天有信心，在High-NA的下臺(tái)，我們將能夠在未來一段時(shí)間內(nèi)越過終點(diǎn)線。

Van der Brink說:“今天我們已經(jīng)取得了進(jìn)展，我們能夠在整個(gè)視野內(nèi)顯示低至8納米的記錄成像，但也有一定程度的覆蓋。順便說一句，這不是完美的數(shù)據(jù)，但它只是向你展示進(jìn)步。我們相信，我們在High-NA方面所取得的成就，將能夠在未來的時(shí)間里跨越這一障礙，到達(dá)終點(diǎn)線。”

這一里程碑代表了10多年的研發(fā)和數(shù)十億歐元的投資，但仍有更多的工作要做，以優(yōu)化系統(tǒng)并為主要芯片制造商的大規(guī)模生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。這項(xiàng)工作已經(jīng)在荷蘭進(jìn)行，而英特爾是唯一一家已經(jīng)完全組裝好高數(shù)值孔徑系統(tǒng)的芯片制造商，正在緊跟ASML的腳步，在俄勒岡州的D1X晶圓廠將自己的機(jī)器投入運(yùn)營。英特爾將首先將其 EXE：5200 High-NA 機(jī)器用于研發(fā)目的，然后將其用于其 14A 節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)。

Van der Brink還再次提出了一種新的Hyper-NA EUV機(jī)器，但尚未對該機(jī)器做出最終決定 - ASML似乎正在衡量行業(yè)的興趣，但只有時(shí)間才能證明它是否能夠?qū)崿F(xiàn)。

今天的標(biāo)準(zhǔn)EUV機(jī)器使用波長為13.5nm，數(shù)值孔徑為0.33的光（NA - 收集和聚焦光的能力的量度）。相比之下，新的高數(shù)值孔徑機(jī)器使用相同的光波長，但采用0.55 NA值孔徑，以便打印更小的特征。Van der Brink提出的Hyper-NA系統(tǒng)將再次使用相同波長的光，但將NA擴(kuò)大到0.75，以便打印更小的特征。我們不確定提出的臨界尺寸，但ASML的晶體管時(shí)間軸顯示，它在16nm金屬螺距(A3節(jié)點(diǎn))處截取，并延伸到10nm (sub-A2節(jié)點(diǎn))。

根據(jù)上面的路線圖，Hyper-NA對于單曝光2DFET晶體管來說可能是可行的，但目前尚不清楚使用具有多圖案的High-NA是否也能產(chǎn)生如此精細(xì)的間距。

正如你在上面的第一張幻燈片中看到的，這臺(tái)機(jī)器要到2033年才會(huì)出現(xiàn)。如今的每臺(tái)高數(shù)值孔徑機(jī)器已經(jīng)花費(fèi)了大約 4 億美元。由于需要更大、更先進(jìn)的反射鏡和改進(jìn)的照明器系統(tǒng)，Hyper-NA 將是一個(gè)更昂貴的選擇。

與其前身一樣，Hyper-NA的目標(biāo)是通過單次曝光打印較小的特征，以避免多圖案化技術(shù)（同一區(qū)域的多次曝光），這些技術(shù)往往會(huì)增加芯片制造過程的時(shí)間和步驟，同時(shí)也會(huì)增加缺陷的機(jī)會(huì)，所有這些都會(huì)增加成本。Van Der Brink表示，繼續(xù)開發(fā)光刻膠和高級掩模將是提高印刷特征分辨率的關(guān)鍵。Hyper-NA還將使用改進(jìn)的照明系統(tǒng)來獲得最佳效果。ASML沒有詳細(xì)說明，但合乎邏輯的是，改進(jìn)的照明器將與更高功率的光源配對，以幫助增加劑量，以抵消用于0.75 NA的更高鏡面角度并提高吞吐量。

Van der Brink 還提議將公司未來機(jī)器的吞吐量從目前的 200 wph 提高到未來的 400 到 500 wph。這是ASML控制成本的另一個(gè)杠桿，從而應(yīng)對每一代新芯片的每晶體管價(jià)格上漲趨勢。

為了加快開發(fā)速度并降低成本，ASML已經(jīng)使用其現(xiàn)有的Low-NA Twinscan NXE：3600 EUV機(jī)器作為其新型High-NA機(jī)器的構(gòu)建塊。ASML的Low-NA型號采用模塊化設(shè)計(jì)，使該公司能夠?qū)⒊墒斓募夹g(shù)和模塊用于其新工具，并且該公司僅在需要時(shí)添加新模塊。

但是，還有更多優(yōu)化的空間。Van der Brink認(rèn)為，該公司將在未來十年內(nèi)在模塊化設(shè)計(jì)理念上加倍努力，創(chuàng)造新的設(shè)備。擬議的長期路線圖顯示，Low-NA、High-NA 和 Hyper-NA 都擁有越來越通用的模塊化平臺(tái)和共享組件。這種設(shè)計(jì)是ASML控制成本的另一個(gè)杠桿。

芯片行業(yè)似乎為未來發(fā)展鋪平了堅(jiān)實(shí)的道路，通過使用低數(shù)值孔數(shù)值孔徑和高數(shù)值孔徑工具構(gòu)建的柵極全環(huán)繞（GAA）和互補(bǔ)場效應(yīng)晶體管（CFET），但除了Hyper-NA之外，沒有真正的候選者站出來潛在地支持未來幾代工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)。與往常一樣，成本將是關(guān)鍵因素，但ASML顯然已經(jīng)在考慮如何使Hyper-NA定價(jià)方式對其客戶更具吸引力。