近年来,随着半导体尖端制程工艺越来越逼近物理极限,荷兰光刻机大厂ASML生产的EUV光刻机已经成为了继续推动晶体管微缩的关键设备,而当制程工艺进入2nm以下的埃米时代,可能就需要用到售价高达3.5亿欧元的High NA EUV(0.55NA)光刻机。
ASML最新光刻机:可量产0.2nm6月16日消息,ASML去年底向Intel交付了全球第一台High NA EUV极紫外光刻机,同时正在研究更强大的Hyper NA EUV光刻机,预计可将半导体工艺推进到0.2nm左右,也就是2埃米。
ASML第一代Low NA EUV光刻机孔径数值只有0.33,对应产品命名NXE系列,包括已有的3400B/C、3600D、3800E,以及未来的4000F、4200G、4X00。该系列预计到2025年可以量产2nm,再往后就得加入多重曝光,预计到2027年能实现1.4nm的量产。
High NA光刻机升级到了0.55,对应产品EXE系列,包括已有的5000、5200B,以及未来的5400、5600、5X00。
它们将从2nm以下工艺起步,Intel首发就是14A 1.4nm,预计到2029年左右能够量产1nm,配合多重曝光可以在2033年前后做到0.5nm的量产,至少也能支持到0.7nm。接下来的Hyper NA光刻机预计将达到0.75甚至更高,2030年前后推出,对应产品命名为HXE系列。
ASML预计,Hyper AN光刻机或许能做到0.2nm甚至更先进工艺的量产,但目前还不能完全肯定。值得一提的是,单个硅原子的直径约为0.1nm,但是上边提到的这些工艺节点,并不是真实的晶体管物理尺寸,只是一种等效说法,基于性能、能效一定比例的提升。
引领2030年0.7nm工艺革新随着晶体管的金属间距需求进一步缩小,尤其是将小于1纳米,晶圆制造商需要更为复杂的工具。这促使ASML研究并推进Hyper-NA EUV光刻曝光设备的发展。尽管该技术的可行性仍在研究中,但ASML已经着手解决可能涉及的成本问题。
Hyper-NA技术的引入涉及增加投影光学元件的数值孔径,这是一个成本高昂的决定,需要对微影曝光设备进行重大改变,包括机器的物理尺寸和开发许多新组件。据了解,ASML最新的High-NA EUV Twinscan EXE售价约为3.8亿美元。虽然标准数值孔径EUV Twinscan NXE售价为1.83亿美元,但Hyper-NA EUV的起步价格预计会更高。
ASML似乎已经取得一定的突破,解决了Hyper-NA EUV的成本和交付周期问题。Martin van den Brink表示,Hyper-NA技术将推动整体EUV平台,优化成本和交付周期。他认为,数字化将推动解决方案的变革,而ASML的EUV平台虽然需要大量能源,但通过技术创新,对减少温室气体排放做出了积极贡献。
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