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繼不久前對(duì)外公開展示了面向2nm以下尖端制程制造的High NA EUV光刻機(jī)之后，近日，AMSL在其2023年度報(bào)告當(dāng)中還披露了其未來更為先進(jìn)的Hyper-NA EUV技術(shù)的進(jìn)展，并預(yù)計(jì)Hyper-NA EUV光刻機(jī)可能將會(huì)在2030年之際開始商用，為未來更尖端的芯片生產(chǎn)技術(shù)提供助力。
ASML目前的EUV工具的數(shù)值孔徑（NA）為0.33，可實(shí)現(xiàn)13.5nm左右的分辨率，透過單次曝光，可以產(chǎn)生26nm的最小金屬間距和25-30nm尖端到尖端的近似互連空間間距，這些尺寸足以滿足4/5nm節(jié)點(diǎn)制程的生產(chǎn)需求。盡管如此，業(yè)界仍然需要更小的21-24nm間距的3nm制程工藝，這就是為什么臺(tái)積電的N3B制程技術(shù)被設(shè)計(jì)為使用標(biāo)準(zhǔn)EUV雙圖案化技術(shù)來實(shí)現(xiàn)更小的間距，但這種方法將會(huì)相當(dāng)昂貴。
目前ASML已經(jīng)開始交付的首款High NA EUV系統(tǒng)（EXE:5000）數(shù)值孔徑已經(jīng)由傳統(tǒng)EUV的0.33提升到了0.55，分辨率也由13.5nm提升到了8nm，可以實(shí)現(xiàn)16nm的最小金屬間距，對(duì)于2nm以下制程節(jié)點(diǎn)將非常有用。根據(jù)Imec的預(yù)計(jì)，這即使對(duì)于1nm節(jié)點(diǎn)技術(shù)，High NA EUV系統(tǒng)也能提供解決方案。另外，在生產(chǎn)效率方面，High NA EUV系統(tǒng)每小時(shí)可光刻超過 185 個(gè)晶圓，與已在大批量制造中使用的 EUV 系統(tǒng)相比還有所增加。ASML還制定了到 2025 年將新一代High NA EUV系統(tǒng)（EXE:5200）的生產(chǎn)效率提高到每小時(shí) 220 片晶圓的路線圖。
未來，隨著制程工藝的繼續(xù)推進(jìn)，當(dāng)進(jìn)入1nm制程工藝節(jié)點(diǎn)之后，晶體管的金屬間距將需要變得更小，屆時(shí)晶圓制造商將需要比High NA EUV光刻機(jī)更復(fù)雜的工具，這也是ASML為何計(jì)劃開發(fā)出具有更高數(shù)值孔徑Hyper NA EUV光刻機(jī)的原因。
△根據(jù)此前imec的預(yù)計(jì)，憑借晶體管技術(shù)以及先進(jìn)的制造工具的出現(xiàn)，2030年將進(jìn)入7埃米（0.7nm）時(shí)代，2032年將有望進(jìn)化到5埃米（0.5nm），2036年將有望實(shí)現(xiàn)2埃米（0.2nm）。
在2022年之時(shí)，Martin就曾指出，ASML正在研究Hyper NA技術(shù)的可行性。不過，當(dāng)時(shí)ASML尚未做出最終決定。當(dāng)時(shí)ASML擔(dān)憂的是Hyper NA技術(shù)的制造成本增長(zhǎng)速度和目前High-NA EUV技術(shù)一樣，那么高昂的成為將會(huì)使得Hyper NA EUV光刻機(jī)在經(jīng)濟(jì)層面幾乎不可行。
要知道目前全球僅剩下了臺(tái)積電、三星、英特爾這三家尖端邏輯制程芯片制造商，雖然日本的Rapidus可能會(huì)發(fā)展成為新的玩家，但即便如此，這個(gè)領(lǐng)域的玩家已經(jīng)是非常的少了。
根據(jù)資料顯示，ASML標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值孔徑的EUV光刻機(jī)（NXE系列）目前售價(jià)約為1.83億美元，而High NA EUV光刻機(jī)（EXE:5000）的售價(jià)約為3.8億美元，增長(zhǎng)了一倍多，如果Hyper NA EUV光刻機(jī)成本也將繼續(xù)增長(zhǎng)一倍，一臺(tái)價(jià)格就將超過7.6億美元，這樣的價(jià)格即便是臺(tái)積電、三星、英特爾這樣的巨頭恐怕也難以承受。
不過，從ASML 2023年年度報(bào)告中披露的信息來看，ASML似乎已經(jīng)解決了Hyper NA EUV的成本和交付周期問題。
ASML首席技術(shù)官M(fèi)artin van den Brink在ASML 2023年年度報(bào)告中表示，NA值高于0.7的Hyper NA光刻機(jī)無疑是繼續(xù)發(fā)展芯片生產(chǎn)技術(shù)的機(jī)會(huì)，預(yù)計(jì)將從2030年左右開始獲得應(yīng)用。Hyper-NA光刻可能與邏輯制程芯片更相關(guān)，并且將提供比High NA EUV光刻雙重圖案化更實(shí)惠的解決方案，同時(shí)對(duì)于DRAM制程來說也是一個(gè)機(jī)會(huì)。
“對(duì)我們來說，關(guān)鍵是Hyper NA正在推動(dòng)我們的整體EUV平臺(tái)能力，進(jìn)一步優(yōu)化了成本和交付周期。就整個(gè)行業(yè)而言，數(shù)字化將繼續(xù)推動(dòng)許多正在改變我們的解決方案。盡管像我們的EUV平臺(tái)這樣的系統(tǒng)需要大量的能源，但我認(rèn)為，我們通過開發(fā)智能電網(wǎng)和電動(dòng)汽車等技術(shù)，為減少溫室氣體排放做出了積極貢獻(xiàn)。未來，更多這樣的技術(shù)將隨之而來?！盡artin說道。
編輯：芯智訊-浪客劍
