ASML光刻機，最新進展

在SEMICON West上， 本文作者採訪了ASML 的Mike Lercel。在本文中，該作者結合了SPIE 高級光刻會議上的ASML 演示材料、Mike 在SEMICON 上的演示、與Mike在SEMICON 上的一些討論以及ASML 最近的財報電話會議中的一些內容。以分享了ASML光刻機的最新進展。

DUV

ASML 持續改善DUV 系統。全新NXT:2100i 具有4 個新功能，可改善未來邏輯和DRAM 的重疊和邊緣放置錯誤。

1.用於改進鏡頭和交叉匹配的畸變操縱器提供了更多的疊加校正控制。

2、經過調節的掩模版庫和新的掩模版加熱控制提高了掩模版覆蓋和吞吐量。

3、PARIS 光學感測器改善了覆蓋效果。

4、2 種顏色的對齊也改善了疊加效果。

最終結果是機器匹配覆蓋改進至遠低於1.3 奈米（見圖1），而交叉匹配覆蓋則略高於1.1 奈米。

0.33NA EUV

從剛完成的季度財務電話會議來看，ASML 目前已出貨超過200 個NXE:3400/3600 系統。根據作者統計，其中包含45個NXE:3400B、76個NXE:3400C 和75個NXE:3600D，從總數看來，這個統計是有缺失的，因為我的統計是基於ASML 的銷售數字，然後出貨和統計銷售之間存在一些延遲。但可以預期的是，NXE:3600D 要不是/就是很快就會成為出貨量最多的系統。

從2014 年第一季到2019 年第四季度，系統吞吐量增加了>17 倍！NXE:3400C 在客戶現場以30mJ/cm2 劑量實現了約140 片/小時(wph)，NXE:3600D 在客戶現場以30mJ/cm2 劑量實現了略高於160 wph 的產能，在ASML 實現了185 wph 的產能。NXE:3800E 的目標是>220 wph！參見圖2。

NXE產量不斷提高，2020年全球只有1個系統年產量超過50萬片晶圓，2021年這一數字增加到15個，2022年增加到51個，見圖3。

NXE:3800E 的目標是在0.9nm 匹配機器覆蓋下>220 wph，見圖4。

第一批NXE:3800E 預計在第四季出貨，見圖5。

EUV 的一大問題一直是系統的巨大功耗。ASML 持續提高能源效率，將每片晶圓的能耗降低了3 倍，見圖6。

0.33NA EUV 系統現已牢固地確立為前沿邏輯和DRAM 元件上最關鍵層的首選工具，並且隨著每個新節點，更多層都更改為EUV。

高數值孔徑EUV

0.33NA EUV 系統的單次曝光圖案化目前達到約30nm，隨著製程的成熟，預計會進一步改進，但一些EUV 多重圖案化已用於5nm 和3nm 邏輯製程。較高數值孔徑的工具可提高可實現的單次曝光間距限制。

第一款0.55NA EUV 系統EXE:5000 將於2024 年初出貨，並於2025 年大量生產。EXE:5000 是一個開發系統，數量有限。狀態如圖7所示。

2023 年晚些時候，ASML 位於Veldhoven 的工廠將與imec 合作建立一個High NA EUV 演示實驗室，並於2024 年初運行工具。

量產型高數值孔徑曝光工具將是EXE:5200，預計2025 年初出貨。

Hyper NA EUV

如果間距繼續縮小，即使是0.55NA Hihg NA 曝光工具最終也需要多重圖案化，而ASML 正在認真討論NA 約為0.75NA 的「Hyper NA」工具，但具體NA 尚未確定。一個關鍵問題是何時/是否需要這樣的工具。

結論

ASML 繼續對其產品線進行不懈的改進計劃。更快、更精確的DUV 和0.33 NA EUV 工具。開發即將推出的0.55NA 高NA EUV 工具，甚至超越高NA 到可能的超NA 工具。(半導體材料與製程設備)