在2月舉行的SPIE高級光刻會議上,，ASML展示了有關(guān)其深紫外線（DUV）和極紫外線（EUV）曝光系統(tǒng)的最新信息,。筆者最近采訪了ASML的Mike Lercel,，就這些演示文稿進行了深入討論,。
深紫外
盡管EUV得到了所有關(guān)注,，但大多數(shù)層仍仍然使用DUV系統(tǒng)曝光,，在可預(yù)見的將來,，這可能仍然適用。
ASML已生產(chǎn)了兩個DUV平臺,，即用于干式曝光工具的XT平臺和用于浸沒的NXT平臺,。NXT是更快，更復(fù)雜的平臺,。
對于領(lǐng)先的沉浸式技術(shù),，ASML推出了面向ArF浸入（ArFi）的第四代NXT平臺——NXT：2050i。新系統(tǒng)具有新的晶圓處理機（wafer handler）,，晶圓載物臺（wafer stage）,，標(biāo)線片載物臺（reticle stage），投影透鏡（projection lens）,，激光脈沖展寬器（laser pulse stretcher）和浸沒罩（immersion hood）,。這樣就可以更快地進行硅片對硅片的排序，更快的測量,，防護膜偏斜校正（pellicle deflection ）以及具有改善覆蓋率的改善斑點,。新系統(tǒng)的吞吐量為每小時295個晶圓（wph）。較長期的計劃是建立一個330 wph的系統(tǒng)（見圖1）,。
ASML現(xiàn)在正在采用NXT平臺,，并在第一臺面向ArF Dry的NXT：1470系統(tǒng)上移植干鏡，該系統(tǒng)提供300wph（比NXT：20250i快一點,，因為它沒有沉浸開銷）,。NXT：1470的300 wph吞吐量高于XT：1460K的約200 wph的吞吐量。將來,，NXT：1470的吞吐能力將進一步提高到330 wph（見圖1）,。還計劃以330 wph的速度將KrF干鏡移植到NXT平臺上（見圖1）。
圖1. NXT路線圖,。
EUV（0.33NA）
隨著三星和臺積電在7nm和5nm邏輯生產(chǎn)以及三星在1z DRAM生產(chǎn)中加大對標(biāo)準(zhǔn)0.33數(shù)值孔徑（NA）系統(tǒng)的使用,，EUV曝光的晶圓數(shù)量正在迅速增長（見圖2）。
圖2.現(xiàn)場的3400x EUV系統(tǒng)和暴露的晶圓,。
NXE：3400C系統(tǒng)自2019年底推出以來一直在發(fā)貨,，而新的NXE：3600D應(yīng)該在今年晚些時候開始發(fā)貨,。每個新系統(tǒng)都提供了改進的吞吐量和覆蓋。
圖3給出了將在下一部分討論的0.33 NA和High-NA 0.55NA系統(tǒng)的摘要,。
圖3. EUV系統(tǒng)摘要,。
1.第一列列出了從NXE3400B系統(tǒng)（最初的生產(chǎn)系統(tǒng)）開始的過去，現(xiàn)在和將來的系統(tǒng),。
2.第二列提供每個系統(tǒng)的引入日期,。值得注意的是，新的NXE：3600D應(yīng)該在今年晚些時候以更高的性能交付,，而第一批高NA系統(tǒng)應(yīng)該在2022年晚些時候交付,。
3.第三列給出了系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，其中0.33NA代表當(dāng)前系統(tǒng),，而0.55NA代表正在開發(fā)的高NA系統(tǒng),。
4.接下來的兩列顯示了ASML證明的20mJ / cm 2和30mJ / cm 2劑量的通量。這些吞吐量基于更典型的DRAM應(yīng)用中每個硅片的96 field,。
5.發(fā)貨的系統(tǒng)數(shù)量是IC Knowledge對2020年第4季度按類型發(fā)貨的NXE：3400B和NXE：3400C系統(tǒng)數(shù)量的估計,，ASML不提供這個。
6.下一欄是NXE：3400B當(dāng)前的可用性約85％,，NXE：3400C當(dāng)前的可用性約90％,。3400C具有新的模塊化容器，可減少停機時間,。長期ASML的長期目標(biāo)是使其達到DUV系統(tǒng)典型的95％可用性,。
7.最后一欄介紹了有關(guān)系統(tǒng)和用法的一些注釋。我們認為7nm邏輯生產(chǎn)主要在3400B上進行,，而5nm在3400C上進行,。我們預(yù)計即將在未來一到兩年內(nèi)投入生產(chǎn)的3nm工藝將主要在3600D系統(tǒng)上生產(chǎn)。
密集圖案EUV的關(guān)鍵推動因素是Pellicles的可用性,，現(xiàn)在有可用Pellicles可用,。Pellicles的使用會降低生產(chǎn)量，是否使用Pellicles取決于你所打印的圖案密度,。圖4顯示了EUV Pellicles透射的狀態(tài),。
圖4. EUVPellicles傳輸。
當(dāng)前在生產(chǎn)中使用了一些Pellicles,。
High-NA EUV（0.55NA）
High-NA現(xiàn)在已經(jīng)從PowerPoint幻燈片發(fā)展到工程設(shè)計,，再到構(gòu)建模塊和框架。預(yù)計首批High-NA工具（0.55NA）將于2022年下半年交付,。這些EXE：5000系統(tǒng)可能與EXE：5200系統(tǒng)一起用于研發(fā),，原因是EXE：5200系統(tǒng)將于2025/2026年成為第一批High-NA生產(chǎn)系統(tǒng)。（見圖3）。
當(dāng)前的0.33NA系統(tǒng)一次曝光即可打印到大約30nm的間距?，F(xiàn)在正在進行工作以一次曝光來演示28nm以及最終26nm的線條和空間,。臺積電目前正在生產(chǎn)的5nm工藝的M0間距為28nm，我們認為這一層在當(dāng)前生產(chǎn)中可能是雙圖案的EUV,，而其余使用EUV的層則是單圖案,。對于將于今年晚些時候開始出現(xiàn)風(fēng)險試產(chǎn)的的臺積電3nm工藝，我們預(yù)計將有幾個EUV雙圖案金屬層,。目前估計0.55NA系統(tǒng)進入生產(chǎn)的時間大約在2025/2026時間范圍內(nèi),，我們可能會看到2nm的代工廠和Intel的5nm工藝正在生產(chǎn)，然后再進行廣泛的EUV雙重打樣,。055NA EUV可能會首先出現(xiàn)在晶圓廠的生產(chǎn)中,。
圖5展示了高NA EUV的技術(shù)價值。
圖5.高NA技術(shù)值,。
與0.33NA EUV相比，0.55NA EUV的另一個值是較高的對比度,，這就讓他們可以以低得多的劑量打印出密集的特征,，從而提高了通量（圖3是特定劑量的通量，不考慮降低劑量）,。圖6展示了0.55NA的優(yōu)勢,。
圖6.密集圖案的高NA吞吐量優(yōu)勢。
還正在進行改進的EUV掩模吸收層的工作,，以提高對比度和分辨率,，請參見圖7，并要改進光刻膠,，請參見圖8,。
圖7.改進的掩膜吸收層。
圖8.改進的光刻膠,。
當(dāng)前,，他們正在制造用于高NA工具的模塊和框架。
結(jié)論
ASML繼續(xù)在其整個DUV和EUV系統(tǒng)產(chǎn)品組合中提高吞吐量和分辨率,。隨著高NA系統(tǒng)制造的進行,，通往1.5nm邏輯及更高工藝的道路正在醞釀之中。