ASML устанавливает новый рекорд плотности производства микросхем и предлагает инструменты Hyper-NA

Для сравнения: стандартные машины ASML Low-NA EUV могут печатать критические размеры (CD — самый маленький элемент, который можно напечатать) размером 13,5 нм, а новый инструмент High-NA EXE:5200 EUV предназначен для создания транзисторов еще меньшего размера путем печати 8 нм. функции. Таким образом, ASML теперь продемонстрировала, что ее машина может соответствовать основным спецификациям.

«Сегодня мы добились прогресса до такой степени, что можем продемонстрировать запись изображений размером до 8 нм с коррекцией по всему полю, но также с некоторым уровнем наложения», — сказал Ван дер Бринк. «Это не идеальные данные, судя по всему, путь, но это просто для того, чтобы показать вам прогресс. Сегодня мы уверены, что там, где мы находимся с High-NA, мы сможем пересечь эту финишную черту в ближайшее время».

Эта веха представляет собой кульминацию более чем 10 лет исследований и разработок и миллиардов евро инвестиций, но предстоит еще многое сделать для оптимизации системы и подготовки технологии к массовому производству крупными производителями микросхем. Эта работа уже ведется в Нидерландах, а Intel, единственный производитель микросхем, который, как известно, имеет уже полностью собранную систему High-NA, внимательно следует по стопам ASML, вводя в эксплуатацию собственную машину на своей фабрике D1X в Орегоне. Intel будет сначала использовать свою машину EXE:5200 High-NA в целях исследований и разработок, а затем запустить ее в производство для своего узла 14А.

Ван дер Бринк также еще раз предложил новую машину Hyper-NA EUV, но окончательное решение по ней еще не принято. Похоже, что ASML оценивает интерес отрасли, но только время покажет, будет ли оно реализовано.

Сегодняшняя стандартная машина EUV использует свет с длиной волны 13,5 нм и числовой апертурой 0,33 (NA — мера способности собирать и фокусировать свет). Напротив, новые машины с высокой числовой апертурой используют ту же длину волны света, но с числовой апертурой 0,55, что позволяет печатать более мелкие детали. Предложенная Ван дер Бринком система Hyper-NA снова будет использовать ту же длину волны света, но увеличит NA до 0,75, чтобы можно было печатать еще более мелкие детали. Мы не уверены в предлагаемом критическом размере, но приведенная выше временная шкала транзисторов ASML показывает, что они перехватывают шаг металла в 16 нм (узлы A3) и расширяются до 10 нм (узлы суб-A2).

Согласно приведенному выше плану действий, Hyper-NA может быть применим для 2DFET-транзисторов с одной экспозицией, но неясно, может ли использование High-NA с мульти-структурированием также создавать такие мелкие шаги.

Как вы можете видеть на первом слайде выше, эта машина появится не раньше ~2033 года. Сегодняшние машины High-NA уже стоят около 400 миллионов долларов. Hyper-NA будет более дорогим вариантом из-за необходимости в более крупных и совершенных зеркалах и улучшенной системе подсветки.

Как и в случае с его предшественниками, цель Hyper-NA — обеспечить возможность печати более мелких элементов за одну экспозицию, чтобы избежать использования методов мульти-паттернов (множественных экспозиций одной и той же области), которые, как правило, увеличивают время и количество шагов в процессе изготовления чипов, а также увеличивают производительность. вероятность дефектов, и все это ведет к увеличению затрат. Ван дер Бринк сказал, что продолжение разработки резистов и усовершенствованных масок будет ключом к улучшению разрешения печатных изображений. Hyper-NA также будет использовать улучшенную систему освещения для достижения оптимальных результатов. В ASML не уточнили, но логично предположить, что улучшенный осветитель будет сочетаться с более мощным источником света, чтобы помочь увеличить дозу, чтобы компенсировать более высокие углы зеркала, используемые для 0,75 NA, и улучшить пропускную способность.

Ван дер Бринк также предложил увеличить производительность будущих машин компании с примерно 200 л/ч сегодня до 400–500 л/ч в будущем. Это еще один рычаг, который ASML может использовать, чтобы контролировать затраты, борясь таким образом с тенденцией роста цен на транзистор с каждым новым поколением микросхем.

Чтобы ускорить разработку и снизить затраты, ASML уже использует существующие машины Twinscan NXE:3600 EUV с низкой апертурой в качестве строительного блока для своей новой машины с высокой апертурой. Модели ASML Low-NA имеют модульную конструкцию, которая позволяет компании использовать проверенные технологии и модули для своих новых инструментов, а новые модули компания добавляет только там, где это необходимо.

Однако есть возможности для гораздо большей оптимизации. Ван дер Бринк считает, что в ближайшее десятилетие компания удвоит внимание к философии модульного дизайна, создавая новые инструменты. Предлагаемая долгосрочная дорожная карта показывает, что Low-NA, High-NA и Hyper-NA имеют все более общую модульную платформу с общими компонентами. Эта конструкция является еще одним рычагом, который ASML может использовать для снижения затрат.

Индустрия микросхем, по-видимому, имеет прочную основу для будущего развития благодаря технологии Gate-All-Around (GAA) и дополнительным полевым транзисторам (CFET), созданным с использованием инструментов с низкой и высокой числовой апертурой, но, кроме Hyper-NA, реальной Кандидат сделал шаг вперед, чтобы потенциально реализовать будущие поколения технологий технологических узлов. Как всегда, ключевым фактором будет стоимость, но ASML, очевидно, уже думает о том, как сделать уравнение ценообразования Hyper-NA более привлекательным для своих клиентов.