ASML EUV光刻有多远？

尽管TSMC高管最近表示，TSMC的下一个A16/A14过程将不使用ASML使用ASML的ASML高EUV光刻计算机（具有0.5个孔径），但英特尔决定选择使用高EUV光刻机器来在下一代Intel 14A过程中制作质量。同时，为了解决1NM以下制造过程的问题，ASML积极开发具有0.75NA的Hyper EUV光刻机器，这也意味着它将应对更大的技术挑战。应当指出的是，ASML持续了将近20年，以成功促进标准EUV光刻机器的大规模商业使用。作为中国，迫切需要在EUV光刻机器上取得成功，它将基于线性电子加速器的EUV光源（EUV-FEL）技术设置。 EUV Lithogaphhy机器：17年和90亿美元的研发投资。当前，几乎所有7nm以下的过程过程都完全用于ASML的EUV光刻用于质量制造的机器。同时，随着DRAM过程进入10NM，Micron，Samsung和SK Hynix等存储制造商也已开始或计划引入EUV光刻机器。尽管上一代的193nm浸入光刻使用了许多曝光技术来推进7nm左右的过程（极限可以达到5nm，但产量将降低），但使用多重暴露将带来两个新问题：一个是闪光和掩盖成本的增加，这会影响收益率。该过程的步骤越多，一次产量降低。第二个是该过程周期周期的扩展，因为许多暴露并不增加暴露次数，而是增加了蚀刻（蚀刻）和研磨过程（CMP）等的数量，这也会带来大幅增加成本和产量的降低。为了解决193nm浸入光刻面临的问题，最有效的方法是进一步缩短n资源光的长度以改善光刻的分辨率。因此，20多年前，Head Wafer和ASML制造商对EUV（极端紫外线）光刻技术的看法仅为13.5nm。 1997年，英特尔领导了EUV LLC联盟的成立，ASML随后加入联盟，作为单个光刻设备制造商共享研究结果。随后，ASML通过一系列收购（例如，采用American Accimer Light Source Provider Cymer等）以及自己的研究和开发来启动EUV光刻系统NXW：3100的概念NXW：3100。但是，直到2016年，EUV系统NXE：3400B以大规模生产制造，开始分批释放，从EUV光刻系统的新时代开始。根据ASML的说法，ASML总共花费了90亿美元的研发投资以及17年的研究研究和DEVELO在取得成功之前，EUV光刻机器的精神持续了将近20年，以涉足大规模的商业用途。扩展全文 与193nm浸入光刻机器相比。超纯水和晶圆之间没有接触，对产品制造周期，OPC复杂性，控制控制，产量等有明显的好处。当然，唯一的缺点是初始价格是每单位的高度1.5亿美元。 通过对Intel，TSMC和三星的大力支持，这是三个领先的高级客户的流程，以及ASML自己在EUV光刻领域的持续研发投资，以及在EUV岩石学设备之上的主要设备和技术领域的多次收购和投资布局，ASML是ASML的ASML供应，ASML是全球EUV EUV LITH MACHUSS MARKET MARKER MARKETER MARKER MARKENT MARKERS的ASML供应。 “数十年来，在摩尔定律的驱动下，过去每个新节点过程的晶体管长度和宽度降低了70％长度和宽度。但是，现在每种微观生成的大小已降至近20％。 “根据初始规模，我们可以在2065年左右达到四分之一纳米（2.5ÅM）的水平，即两个硅原子之间的距离。但是，正如我们今天所期望的那样，我们将在世纪中叶中期达到这一点。”因此，在接下来的几十年中，ASML可以尽可能地继续使用晶体管大小。但是怎么做呢？ 与Arcnl一起工作 根据荷兰媒体NRC的说法，除了在技术的研究和开发中投入大量资金外，ASML还与阿姆斯特丹高级纳米光刻研究中心（ARCNL）合作。 据报道，ARCNL于十年前与合作伙伴关系建立阿姆斯特丹大学。倡导者是Dour技术兼ASML的联席总裁Martin Van Den Brink，他去年退休。 ASML支付了ARCNL预算的三分之一（每年约400万欧元），因此80位科学家可以研究光刻切割策略的基础。 ARCNL的任务是改善ASML现有的EUV光刻技术，并在发生EUV失败时研究替代方法。 Wim van der Zande自2022年以来一直担任ARCNL的总监，并以前曾在ASML研究部门工作。学者正在与Feldhofen和Santiago的ASML研究人员以及荷兰和国外的技术大学合作。范德·赞德（Van der Zande）说：“这是一个完整的生态系统系统。” ARCNL对与ASML有关的领域进行了研究，该公司是第一个有机会审查Newidea的机会。这种合作让人联想到纳特拉布。这位前飞利浦实验室已经制作了流行的发明，例如CD播放器，他们还为ASML的光刻技术奠定了基础。纳特拉布（Natlab）进行了开创性的研究，即使他没有直接的商业应用，后来被飞利浦切断了。 ARCNL科学家意识到ASML最重要的挑战：经济可行性。毕竟，没有用于芯片制造商赚钱的机器消费者。 ASML目前每年都在研究超过40亿欧元的研究，该研究比其他荷兰公司高，因此可以将ARCNL包括在其自身的管理中。但是这种方法会分散开放的学术研究。 范德·赞德（Van der Zande）说：“作为一名科学家，您可以花很多年的时间建立关系，但是商业界只专注于很短的时间，并突然停止了一个项目。”但是，在获得博士学位后，大约四分之三的ARCNL研究人员继续与ASML合作。 较短的长度资源 1984年，建立ASML时，光刻机器使用汞灯WI长度为365或436nm作为轻型资源。然后有248纳米和193纳米激光。几年前，EUV的光源跃升了13.5nm。 科学目前正在寻找适当的光源，长度为6.7nm和4.4nm。有几种成分可为EUV镜子提供正确的透明度和便秘组合 - 对于6.7 nm而言，这些材料是lanosane和Boron。深度：较短长度的影响NG咨询很难。 为了产生6.7轻纳米，ARCNL构建了使用Gadolinium而不是罐的研究装置。但是，较短的长度并不强大。能量分布在较少的光子上，如果您想在纳米级中打印线，这会增加错误的风险。从技术上讲：会有随机噪音。本斯乔普说：“总而言之，我认为我们有一点可能会延长长度。” 大量孔径 除了缩短光资源的长度外这也可以通过增加镜头的数值孔径（）来改善光刻机器的分辨率。当前的EUV光刻系统的孔径为0.33，而最新的ASML EUV系统的数字孔已添加为0.5。 结果，ASML合作伙伴蔡司必须使用较大的玻璃，直径超过一米，而蔡司也必须开发复杂的测量设备，以减少原子偏差的客观镜头误差。 （实际上，早在2016年11月5日，AMSL收购了Carl Zeiss Semiconductor Manufacturing Technology Co，Ltd.Si Carl Zeiss SMT拥有24.9％的股份，以加强半导体微胶片技术中的两个政党之间的合作，并开发了EUV高岩性系统。 ASML及其镜头供应商还必须在供应链上运作，以使其更加妥协，如果它想促进高EUV的商业化。 首先，EUV芯片的视野芯片图案的位置较小。因此，需要将较大的芯片设计以一半的幅度引用，并将其绑回去，这是精心制作的。 其次，即使高EUV具有更高的分辨率，其重点的深度也较小。它需要调整光敏涂层，该涂层应具有不同的化学成分，应特别薄（小于20纳米）。 第三，晶圆本身也应特别平坦以防止偏差。 虽然高EUV已成功启动，但ASML和Zeiss还在研究新一代Hyper EUV光刻系统的新一代，具有0.75个光圈。 乔斯·本斯乔普（Jos Benschop）说，超级EUV光刻系统镜头的目的不一定更大。 “您还可以将最后一个玻璃杯放在芯片上，这样您就会获得相同的效果。缺点是更多的光反射 - 镜子就是这种情况。” Hyper EUV是否也是一个优势，大量的光圈可以处理比狭窄的脖子瓶快的光，例如空瓶更快。因此，EUV Hyper不仅可以打印更清晰的线条，而且可以更快地打印。 根据Martin Van Den Brink先前披露的ASML逻辑设备的路线图工艺，使用当前的0.3NA标准EUV光刻机器在2025年之前支持2NM质量生产，进一步下降，有必要通过许多曝光技术实现这一目标，但是在2027年之前支持1.4nm的质量生产是限制的。 0.55NA高的EUV光刻机器可以在2029年之前支持1NM工艺的生产。如果使用多次曝光，它可以支持到2033年到2033年节点质量产生的5-EM（0.5NM）过程。 此外，可能有必要使用0.75NA Hyper EUV光刻机器，该机器可以支持低于2ÅM（0.2nm）的节点过程。这里有一个路线图问题的问题，因此不确定超级EUV光刻机器是否可以继续支持它。根据ASML的计划Hyper EUV光刻机器的T产品可以在2030年左右发射。 在这里应该强调的是，尽管硅原子的直径约为1ÅM，但此处的所有命名节点过程都是相同的指标，而不是实际的物理指标。 2-AMIE节点过程的相应晶体管的金属间距约为16-12m，在输入低于2埃埃斯特罗姆的过程后，金属间距将进一步降低至14-10nm。 这就是为什么BENSC SaidHop期望晶体管之间的间距将进一步降低到中期世纪中期的1/4 nm。 提高EUV光资源强度，降低能源消耗 目前，ASML的EUV光源（称为激光等离子光源）是通过使用来自德国小号公司的30 kilowatt Power二氧化碳激光器来用等离子体蒸发它们，以轰炸雾化原料（SN）金属液滴（SN）金属液滴（锡金属液滴之间的13.5nm之间的13.5nm之间的13.5n.5n.5nm之间的水平之间，离子罐能量的13.5nn之间的水平。 △asml euv光源迷你版本 由于EUV灯很小，因此很容易被风吸收，因此曾经需要逐个环境。同时，玻璃透镜无法折射EUV的光。应该通过由硅和钼制成的特殊涂层的Zeiss玻璃进行更改，以纠正光的方向。每种细化可能会损失约30％的能量。 EUV照明系统中有6组镜子，导致EUV光资源能力最终在理论上达到晶圆上的光构固定层约为原始功率的1％。 根据数据，ASML设法在2015年将EUV光源提高到100W。今天，ASML已将EUV光刻机器的EUV光源功率提高到500W。接下来，ASML计划将功率进一步提高到1000W。同时，ASML期望继续减少能源tion。协会ASML到2033年，与2018年相比，每个辐照晶片的EUV能耗将降低近80％。 如何实现这些目标？根据NRC的说法，ASML计划将产生的EUV光资源的强度提高到每秒50,000滴锡金属喷雾剂至60,000。此外，为了更好地使用特朗普的激光，ASML希望驱动激光器使用固态激光器，因为它消耗的能量减少了。 ARCNL还建议固态激光器以减少能耗。 “小米蛋糕”反射器 如前所述，ASML的当前EUV光用于通过由硅和钼制成的特殊涂层改变光方向。每个便秘可能会损失近30％的能量，这也意味着，如果您经过10镜，则可能会占左容量的3％。如果ASML的高EUV使用相对较小的镜子，则可以作用于晶圆表面光线剂的EUV光源具有更高的功率。如何如果有较少的镜子，则可能很难纠正镜头错误。 Twente技术大学的研究人员形成了新的玻璃涂料，由替代的钼和硅组成，这种材料反映了EUV光和其他透明的材料，共有约70个“多层”相互重叠，每种核算都在3％以下。 Marcelo Ackermann教授说：“例如，我们现在已经取得了多达71％的反映，从理论上讲可以实现近75％。”他领导XUV光学团队，与Zeiss和ASML合作，以研究涂料形式。该实验室在拐角处建立，EUV是由弗雷德·比杰克（Fred Bijkerkk）教授在1990年代初期在尼奥韦金（Nieuwegein）的FOM研究所（Fom Institute）提出的。 计算似乎很简单：反射层的厚度应达到长度长度的一半。诀窍是仅厚10nm的每一层的准确组成和正确的分层。这是通过Ackermann称为的技术来完成的”微波溅射。”与最早的EUV镜相比，玻璃的“夹层蛋糕”层彼此接近，从而促进了光输出。 马塞洛·阿克曼（Marcelo Ackermann）教授与Arcnl一起发现了在EUV水平生长的囊泡的解决方案。诀窍是添加多余的材料，例如选择哪种材料？这是我们的秘方。马塞洛·阿克曼（Marcelo Ackermann）说。 面具的更大，更快的版本 此外，高euv光刻机器是口香糖镜，以扩大面具中以不同方式和宽度的方式描述的芯片模式的蓝图。因此，描述晶片中的芯片模式需要更长的时间。 ASML期望通过提高速度来支付它。 在高euv光刻机器的顶部，用背面的屏蔽板移动掩盖板，例如复印机的扫描仪，现在以32克加速，即重力32倍。 Benschop说，只要机器不会失败，它的速度可能会更快。 大型AI芯片nOW包含了可公路的晶体管和十二张处理器，它是如此出色，以至于它们不再适合使用高光刻机器一次的传统面具图案的光刻。因此，当前的AI芯片生产取决于每个部分的单个光刻，然后通过先进的包装技术结合在一起。尽管它非常有效，但很忙。 如果芯片制造商想要，ASML可以切换到较大的面膜，从而再次“用刷子绘制”。然后，英特尔和TSMC以及其他政党应该领导面具行业的供应商。 做更多的尺寸 EUV光刻可以用纳米结构写或测量。斯特凡·维特（Stefan Witte）教授戴着护目镜，正在与Arcnl合作，专注于法国物理学家Anne L'Uller对诺贝尔奖的研究。他发现，超短声脉冲就像乐器一样，与其他人互动时可以触及材料。因此，即使在工作过程中，这种现象也可以用于检查晶片的质量。 诺贝尔奖得主安妮·乌里尔（Anne L'Uillier）告诉费尔德霍芬（Feldhofen）的ASML，“我认为他们要取得的成就是我们无法实现的。” ARCNL研究人员Peter Kraus展示了对芯片材料记录如何以不同角度传播光线的测试测试。克劳斯说：“我们可以观察到结构的5至10纳米。”在传统的光学计量系统中找不到小细节。 △用于测量EUV的激光测试台可以使用光波的“庞大”在芯片中具有纳米结构。 ARCNL研究的另一种方法是光声学：短politse Light使声波“查看”芯片层。随着芯片结构在三维空间中继续缩小和生长，此信息将使很重要。 替代技术：EUV-FEL 目前，ASML的EUV光刻机器使用激光等离子体EUV光源（EUV-LPP）。原理是通过30kW二氧化碳激光器以每秒50,000滴的速度抽出从喷嘴喷洒的金属液滴。每次崩溃两次（即每秒100,000个激光脉冲），并用等离子体蒸发它们，并通过在罐头的罐子的能量水平之间移动，将EUV光的长度提高到13.5nm。但是，随着半导体过程的持续进展，EUV-LPP也将面临更多的挑战。 作为LPP-EUV技术的替代方案，近年来，美国，中国，日本和其他国家的研究机构（相关文章：日本建议，新的解决方案toeuv光刻：可以将资源能力降低10次，而成本大大降低了！）是EUV光源（EUV-FEL）的开发（EUV光源（EUV-FEL）系统（EUV-FEL）系统，基于线性电子电子加速器。该技术通过磁铁影响电子，并可以产生任何长度的光，其光资源强度足以支持10-20 EUV光刻机器同时。这不仅可能是ASML采用的EUV-LPP技术路线，而且大大降低了EUV光资源系统的成本。 ASML还在2015年左右研究了EUV-FEL技术，尽管它有效，但它不满足当前的需求。因为谷物加速器的尺寸非常大，并且覆盖了整个建筑物，并且不适合当前的晶圆厂。此外，如果EUV-FEL光源失败了Orrequires维护，则与此光资源相连的10多种生产线将面临停机时间。对于大多数芯片或铸造厂制造商来说，如果他们在某处只建造了一些晶圆厂，则无需使用这种沉重的光资源。 据了解，ASML还与美国和日本的研究人员仔细研究了EUV-FEL技术，但最终投降了。但是，美国初创企业Xlight报告说，它预计将将EUV-Felt Light Resources的原型连接到ASML机器In 2028。 领导ASML研究部门的Jos Benschop坚信，EUV-LPP是目前生产EUV光源的最有效方法，尤其是随着EUV-LPP光源继续提高效率。 但是对于中国而言，在此上下文中，EUV光刻机器及相关技术的禁运不再是主要问题，而EUV-FEL技术可能更适合中国商业化。毕竟，ASML和其他制造商已经确认了这项技术的有效性。 前ASML技术总监马丁·范·丹·布林克（Martin van den Brink）在2015年在NRC举行的采访中说：“领先优势更加复杂。” “光刻首先跟随我们。您看到有人在您面前开车，以为如果我跟随尾灯，我以某种方式朝着正确的方向。当您超越竞争对手时，您必须确定自己的方向。” 编辑：Xinzhixun-Lakkejian返回Sohu，看到更多