ASML 已宣布計(jì)劃開發(fā)一種新的EUV(極紫外)光刻系統(tǒng)。EUV 光刻工具現(xiàn)在在世界上最先進(jìn)的半導(dǎo)體市場中非常重要,。據(jù)該領(lǐng)域唯一供應(yīng)商 ASML 的高管稱,,隨著這種新設(shè)備的開發(fā),,摩爾定律預(yù)計(jì)將至少在未來 10 年內(nèi)得到延續(xù)。
在接受媒體采訪時,ASML 副總裁 Teun van Gogh 表示,“我們將能夠在 2023 年上半年向我們的客戶提供新一代的高數(shù)值孔徑(NA)產(chǎn)品,,數(shù)值預(yù)計(jì)從現(xiàn)有設(shè)備的 0.33 增加到 0.55。有了這種新設(shè)備,,半導(dǎo)體制造商至少在未來 10 年內(nèi)將能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前 2 納米限制的工藝技術(shù),。”
“我們一直致力于提供工具來支持我們的客戶,,大約每兩年一次,。到 2023 年底,,當(dāng)我們可以開始出貨
更高 NA 的設(shè)備時,我們將獲得更多的客戶支持,。我們將能夠提供更多的客戶支持,。我們有信心這項(xiàng)新技術(shù)將為未來 10 年提供進(jìn)一步的客戶支持?!?/p>
ASML 預(yù)測“半導(dǎo)體制造商將首先將 0.55NA 用于最先進(jìn)的晶圓層,以通過應(yīng)用新技術(shù)來擴(kuò)大生產(chǎn),,這是一種極具成本效益的單次曝光 EUV 工藝,。對于成熟工藝來說,單次曝光 0.55NA 技術(shù)有望在未來 6 年內(nèi)達(dá)到極限,,因此半導(dǎo)體制造商將能夠再次使用 multi-patterning 進(jìn)一步提高晶體管密度并實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的工藝節(jié)點(diǎn),。”
ASML 是全球唯一的 EUV 設(shè)備制造商,。2010年首次為“亞洲客戶公司”(公司名稱未公開)提供原型EUV工具,。半導(dǎo)體制造領(lǐng)域目前分為使用 EUV 設(shè)備的制造商和不使用 EUV 設(shè)備的制造商。EUV 被臺積電,、三星電子,、英特爾等使用,為蘋果,、聯(lián)發(fā)科和高通等客戶公司提供尖端芯片,。與此同時,不使用 EUV 的半導(dǎo)體制造商在多年前就已經(jīng)放棄了尖端節(jié)點(diǎn),。通過放棄數(shù)十億美元的資本投資,,它尋求增加舊生產(chǎn)線的利潤,并專注于幾乎無法享受工藝小型化帶來好處的產(chǎn)品,。
在中國以外,,只有英特爾、臺積電和三星可以使用 EUV 進(jìn)行邏輯制造,。據(jù) Hosseini 稱,,三星、SK 海力士和美光科技將在 DRAM 應(yīng)用中使用 EUV,。
Hosseini 表示,,預(yù)計(jì)臺積電等領(lǐng)先半導(dǎo)體代工廠將在未來幾年內(nèi)通過部署 ASML 的 0.55NA 工具來克服他們目前在 3nm 工藝技術(shù)方面面臨的障礙。
Foundry 實(shí)現(xiàn) 3nm 工藝的唯一方法是使用 EUV 的多重圖案,。然而,,這將顯著增加晶圓成本。代工廠避免 EUV 多重圖案化的唯一方法是使用高 NA (0.55)設(shè)備,。
Hosseini 表示,,“臺積電尚未投入實(shí)際使用,,但 3nm 節(jié)點(diǎn)不會像先前預(yù)期的那樣成功。3nm 節(jié)點(diǎn)將無法充分增加晶體管密度,,并且由于互連間距將大于預(yù)計(jì),,晶體管成本將與現(xiàn)有4nm節(jié)點(diǎn)大致相同,性能提升將受到限制,?!?/p>
據(jù)他介紹,半導(dǎo)體市場的“三巨頭”臺積電,、三星,、英特爾都意識到了這種壁壘的存在,將率先在2nm實(shí)現(xiàn)新的GAA(Gate All Around)FET技術(shù),。節(jié)點(diǎn),。據(jù)說他正在參與競賽。對于代工市場的領(lǐng)導(dǎo)者臺積電來說,,3D 芯片的關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)型之一預(yù)計(jì)將是從 FinFET 器件到 3nm/2nm 節(jié)點(diǎn)的新型 GAA FET 的過渡,。
Hosseini在一份研究報告中表示,“三大半導(dǎo)體制造商目前都在爭相開發(fā)2nm的GAA晶體管技術(shù),,但在3nm節(jié)點(diǎn)之后,,同樣的趨勢將在2021年到2024年繼續(xù)。我們將繼續(xù)將晶體管密度提高到2.2億每平方毫米,,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)約 30 納米的互連間距,。
半導(dǎo)體制造商可以通過采用multi-patterning來提高晶體管密度,但另一方面,,半導(dǎo)體制造過程中的步驟數(shù)量增加,,每次掃描EUV消耗的能量也增加,導(dǎo)致制造成本更高,。向上,。
”當(dāng)然,多次曝光會增加步驟的數(shù)量,,“ASML EUV NXE 業(yè)務(wù)線副總裁 Marco Pieters 在接受采訪時表示,。縱觀所有必要的步驟,,我們可以看到,,不僅是結(jié)果光刻和光刻工具的能量,還涉及氣相沉積技術(shù),?!?/p>
Pieters 說:“幾年前,當(dāng) 0.33NA EUV 設(shè)備首次面世時,,ASML 的客戶從使用 DUV(深紫外)光刻的多圖案技術(shù)轉(zhuǎn)向單次曝光 EUV,?!鞭D(zhuǎn)變已經(jīng)完成,但單次曝光EUV 已經(jīng)達(dá)到極限,?!?/p>
”現(xiàn)在,客戶已經(jīng)傾向于在多重圖案化方法中使用 EUV,。對于只需要使用現(xiàn)有 EUV 進(jìn)行單一圖案化的層,,客戶繼續(xù)具有高 NA。由于 0.33NA 預(yù)計(jì)將并行使用,,因此 0.33NA 和 0.55 NA未來將繼續(xù)共存,。“
SIG 的 Hosseini 說:”帶有 EUV 掃描儀的半導(dǎo)體制造商正試圖通過轉(zhuǎn)向多圖案來擠出更多產(chǎn)品,?!?/p>
”EUV 多重圖案化是從 4nm 到 3nm,,最終到 3nm+ 的唯一途徑,,“Hosseini 說。
ASML 似乎在說,,”客戶仍有可能在 0.33NA 的EUV設(shè)備上實(shí)現(xiàn)新的技術(shù)節(jié)點(diǎn),。“
”0.33NA EUV 將在未來與下一個多個節(jié)點(diǎn)一起使用,,即所謂的 2nm 及以上,,“Pieters 說。但是,,半導(dǎo)體制造商會以不同的方式指定工藝節(jié)點(diǎn),。
Hosseini在一份研究報告中表示,”臺積電目前量產(chǎn)的5nm+相當(dāng)于英特爾已經(jīng)開始量產(chǎn)的‘10nm SuperFin’,。在這兩種情況下,,晶體管密度都是每平方毫米超過1.75億,互連間距低于30納米,?!?/p>