EUV光刻機(jī)將如何發(fā)展？

AI、5G應(yīng)用推動(dòng)芯片微縮化,要實(shí)現(xiàn)5nm、3nm等先進(jìn)制程,意味著需要更新穎的技術(shù)支援以進(jìn)行加工制造,半導(dǎo)體設(shè)備商遂陸續(xù)推出新一代方案。 AI、5G應(yīng)用推動(dòng)晶片微縮化,要實(shí)現(xiàn)5nm、3nm等先進(jìn)制程,意味著需要更新穎的技術(shù)支援以進(jìn)行加工制造,為此,艾司摩爾(ASML)持續(xù)強(qiáng)化極紫外光(EUV)微影系統(tǒng)效能。

總監(jiān)Boudewijn Sluijk表示,VR/AR、自動(dòng)駕駛、5G、大數(shù)據(jù)及AI等,持續(xù)推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為滿足各式應(yīng)用、資料傳輸,以及演算法需求,芯片效能不斷提高的同時(shí),還須降低成本,而極紫外光(EUV)在先進(jìn)制程中便扮演關(guān)鍵的角色。

Sluijk進(jìn)一步指出,過往采用ArFi LE4 Patterning或是ArFi SAQP進(jìn)行曝光的話,要實(shí)現(xiàn)7nm、5nm,須經(jīng)過許多步驟。 例如用ArFi LE4 Patterning需要4個(gè)光罩、4次曝光,用ArFi SAQP需要6個(gè)光罩、9次曝光,而EUV只需一個(gè)光罩、1次曝光。 相較之下,采用EUV技術(shù)不但可有效簡(jiǎn)化制程,加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)程,也因?yàn)槠毓獯螖?shù)明顯減少,因而可有效降低成本,滿足晶片設(shè)計(jì)高效能、低成本的需求,因此,市場(chǎng)對(duì)于EUV的需求有增無減。

據(jù)悉,ASML的EUV系統(tǒng)現(xiàn)在可用于7nm生產(chǎn),滿足客戶對(duì)可用性、產(chǎn)量和大量生產(chǎn)的需求。 到了2019第2季季末,目前半導(dǎo)體領(lǐng)域已經(jīng)有51個(gè)EUV系統(tǒng)(包含NXE: 33xx、NXE: 3400B),而該公司在2019年的銷售目標(biāo)為30臺(tái)EUV,目前已出貨11臺(tái),而在第2季再度接獲10臺(tái)EUV極紫外光系統(tǒng)的訂單,顯示市場(chǎng)對(duì)于EUV設(shè)備的需求相當(dāng)強(qiáng)勁。 因此,ASML的出貨計(jì)畫將著重于2019年下半年和第4季,而2019年的整體營(yíng)收目標(biāo)維持不變。

然而,隨著晶圓產(chǎn)能不斷增加,ASML也持續(xù)推出生產(chǎn)力更高的EUV設(shè)備。 Sluijk透露,目前EUV系統(tǒng)在晶圓廠客戶端每天生產(chǎn)的晶圓數(shù)量超過1,000片,為此,ASML持續(xù)強(qiáng)化EUV微影系統(tǒng)「NXE:3400C」的量產(chǎn)效能,不僅在ASML廠內(nèi)展示每小時(shí)曝光超過170片晶圓的實(shí)力,在客戶端實(shí)際生產(chǎn)記憶體芯片的制造條件下,也成功達(dá)到每天曝光超過2,000片晶圓的成果,甚至達(dá)到2,200片的紀(jì)錄。 另外,ASML也計(jì)畫在2020上半年推出生產(chǎn)力更高的設(shè)備,將NXE: 3400C的生產(chǎn)率提升至> 185 wph。

同時(shí),除了提升設(shè)備生產(chǎn)量之外,因應(yīng)未來先進(jìn)節(jié)點(diǎn),ASML也計(jì)劃推出全新EUV設(shè)備,名稱為EXE,不僅擁有新穎的光學(xué)設(shè)計(jì)和明顯更快的平臺(tái),且數(shù)值孔徑更高,為0.55( High-NA),進(jìn)一步將EUV平臺(tái)延伸至3nm節(jié)點(diǎn)以下,擴(kuò)展EUV在未來先進(jìn)節(jié)點(diǎn)中的價(jià)值。

Sluijk說明,此一產(chǎn)品將使幾何式晶片微縮(Geometric Chip Scaling)大幅躍進(jìn),其所提供的分辨率和微影疊對(duì)(Overlay)能力比現(xiàn)有的NXE:3400高上70%。 EXE平臺(tái)旨在實(shí)現(xiàn)多種未來節(jié)點(diǎn),首先從3奈米開始,接著是密度相近的記憶體節(jié)點(diǎn)。 另外,EXE平臺(tái)有著新穎的光學(xué)設(shè)計(jì),并具備更高的生產(chǎn)力和更高的對(duì)比度,以及更高的生產(chǎn)量,每個(gè)小時(shí)> 185 wph,且Reticle stage比NXE:3400快上4倍; Wafer stage比NXE:3400快上2倍。

Sluijk指出,該公司的EUV平臺(tái)擴(kuò)展了客戶的邏輯芯片和DRAM的產(chǎn)品路線圖,透過提供更好的分辨率、更先進(jìn)的性能,以及逐年降低的成本,EUV產(chǎn)品將會(huì)在未來十年到達(dá)一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的規(guī)模。