ASML再创EUV芯片制造密度记录！

ASML在imec的ITF World 2024大会上宣布，其首台High-NA机器现已超过了两个月前创下的纪录，再次创下新的芯片制造密度记录。ASML前总裁兼首席技术官Martin van den Brink现在在该公司担任顾问职务，他还提议该ASML可以开发一种Hyper-NA芯片制造工具，以进一步扩展其High-NA机器，并共享潜在的路线图。他概述了一项计划，通过从根本上将未来ASML光刻机的速度提高到每小时400至500片晶圆（wph），比目前200 wph的峰值高出一倍多，从而降低EUV芯片制造成本。他还为ASML未来的EUV光刻机系列提出了模块化的统一设计。

Van der Brink表示，经过进一步调整，ASML现在已经使用其寻路高数值孔径EUV机器打印了8nm密集线条，这是专为生产环境设计的机器的密度记录。这打破了该公司在4月初创下的纪录，当时该公司宣布，其位于ASML荷兰费尔德霍芬总部与imec的联合实验室中，其寻路High-NA机器（pathfinding High-NA EUV）已经打印了10nm密集线条。

从这个角度来看，ASML的标准Low-NA EUV机器可以打印13.5nm的关键尺寸(CD -可以打印的最小特征)，而新的High-NA EXE:5200 EUV工具旨在通过打印8nm特征来创建更小的晶体管。因此，ASML现在已经证明其机器可以满足其基本规格。

“今天，我们已经取得了进展，我们能够在整个视场上显示低至8nm的记录成像，而且还有一定程度的叠加，”Van der Brink说，“顺便说一句，这不是完美的数据，但它只是向你展示进展。我们今天有信心，在High-NA的下台，我们将能够在未来一段时间内越过终点线。

Van der Brink说:“今天我们已经取得了进展，我们能够在整个视野内显示低至8纳米的记录成像，但也有一定程度的覆盖。顺便说一句，这不是完美的数据，但它只是向你展示进步。我们相信，我们在High-NA方面所取得的成就，将能够在未来的时间里跨越这一障碍，到达终点线。”

这一里程碑代表了10多年的研发和数十亿欧元的投资，但仍有更多的工作要做，以优化系统并为主要芯片制造商的大规模生产做好准备。这项工作已经在荷兰进行，而英特尔是唯一一家已经完全组装好高数值孔径系统的芯片制造商，正在紧跟ASML的脚步，在俄勒冈州的D1X晶圆厂将自己的机器投入运营。英特尔将首先将其 EXE：5200 High-NA 机器用于研发目的，然后将其用于其 14A 节点的生产。

Van der Brink还再次提出了一种新的Hyper-NA EUV机器，但尚未对该机器做出最终决定 - ASML似乎正在衡量行业的兴趣，但只有时间才能证明它是否能够实现。

今天的标准EUV机器使用波长为13.5nm，数值孔径为0.33的光（NA - 收集和聚焦光的能力的量度）。相比之下，新的高数值孔径机器使用相同的光波长，但采用0.55 NA值孔径，以便打印更小的特征。Van der Brink提出的Hyper-NA系统将再次使用相同波长的光，但将NA扩大到0.75，以便打印更小的特征。我们不确定提出的临界尺寸，但ASML的晶体管时间轴显示，它在16nm金属螺距(A3节点)处截取，并延伸到10nm (sub-A2节点)。

根据上面的路线图，Hyper-NA对于单曝光2DFET晶体管来说可能是可行的，但目前尚不清楚使用具有多图案的High-NA是否也能产生如此精细的间距。

正如你在上面的第一张幻灯片中看到的，这台机器要到2033年才会出现。如今的每台高数值孔径机器已经花费了大约 4 亿美元。由于需要更大、更先进的反射镜和改进的照明器系统，Hyper-NA 将是一个更昂贵的选择。

与其前身一样，Hyper-NA的目标是通过单次曝光打印较小的特征，以避免多图案化技术（同一区域的多次曝光），这些技术往往会增加芯片制造过程的时间和步骤，同时也会增加缺陷的机会，所有这些都会增加成本。Van Der Brink表示，继续开发光刻胶和高级掩模将是提高印刷特征分辨率的关键。Hyper-NA还将使用改进的照明系统来获得最佳效果。ASML没有详细说明，但合乎逻辑的是，改进的照明器将与更高功率的光源配对，以帮助增加剂量，以抵消用于0.75 NA的更高镜面角度并提高吞吐量。

Van der Brink 还提议将公司未来机器的吞吐量从目前的 200 wph 提高到未来的 400 到 500 wph。这是ASML控制成本的另一个杠杆，从而应对每一代新芯片的每晶体管价格上涨趋势。

为了加快开发速度并降低成本，ASML已经使用其现有的Low-NA Twinscan NXE：3600 EUV机器作为其新型High-NA机器的构建块。ASML的Low-NA型号采用模块化设计，使该公司能够将成熟的技术和模块用于其新工具，并且该公司仅在需要时添加新模块。

但是，还有更多优化的空间。Van der Brink认为，该公司将在未来十年内在模块化设计理念上加倍努力，创造新的设备。拟议的长期路线图显示，Low-NA、High-NA 和 Hyper-NA 都拥有越来越通用的模块化平台和共享组件。这种设计是ASML控制成本的另一个杠杆。

芯片行业似乎为未来发展铺平了坚实的道路，通过使用低数值孔数值孔径和高数值孔径工具构建的栅极全环绕（GAA）和互补场效应晶体管（CFET），但除了Hyper-NA之外，没有真正的候选者站出来潜在地支持未来几代工艺节点技术。与往常一样，成本将是关键因素，但ASML显然已经在考虑如何使Hyper-NA定价方式对其客户更具吸引力。