光刻機(jī)作為集成電路生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，一直以來都決定了制程的發(fā)展速度，而阿斯麥(ASML)是歐洲的技術(shù)公司，主導(dǎo)著光刻市場。
近期，光刻荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備公司阿斯麥執(zhí)行官Peter Wennink表示，今年將按計(jì)劃在其下一個(gè)產(chǎn)品線中推出測試工具。據(jù)了解，該款高數(shù)值孔徑的極紫外光刻(EUV)機(jī)器只有卡車大小，每臺(tái)成本超過 3 億歐元，芯片制造商需要這些機(jī)器，以便他們能夠在未來十年生產(chǎn)更小、更好的芯片。
不過，在分析人士看來，EUV 光刻技術(shù)或非是通向制程的必由之路。
“未來幾年可能會(huì)出現(xiàn)所謂下一代光刻技術(shù)，如NIL(納米壓印光刻)。”易方資本研究部主管王逸研對(duì)財(cái)經(jīng)表示，傳統(tǒng)的EUV(極紫外光刻)光刻機(jī)在制造晶體管時(shí)會(huì)遇到它的物理極限，NIL光刻機(jī)的好處是光源相對(duì)便宜，即不需要用能源轉(zhuǎn)換效率低的EUV的激光源，而是只用一些DUV(深紫外光刻)或者是更成熟的光源就可以結(jié)合納米涂層的方法實(shí)現(xiàn)一至兩納米制程的量產(chǎn)。
EUV技術(shù)如何演進(jìn)？
美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）發(fā)布的一份有關(guān)EUV光刻機(jī)的報(bào)告指出，當(dāng)今的半導(dǎo)體光刻工藝使用EUV光源，特別是13.5nm分辨率的光。EUV光允許在半導(dǎo)體中構(gòu)建更小的單位特征，而這種光由上文提及的EUVL系統(tǒng)生成，這項(xiàng)技術(shù)由阿斯麥于2019年部署并一直保持著99%的。
1997年，美國半導(dǎo)體英特爾公司和美國能源部就共同發(fā)起成立了EUV有限責(zé)任公司，即EUV LLC，研究EUV光刻技術(shù)。隨后，EUV LLC納入ASML，允許其享受基礎(chǔ)研究成果。
加入EUV LLC后，ASML便在EUV的研發(fā)進(jìn)度上突飛猛進(jìn)。在尋求政府經(jīng)費(fèi)幫助、吸收下游制造商投資、聯(lián)合研究所研發(fā)等一系列舉措的支持下，ASML最終于2010年成功推出臺(tái)EUV光刻機(jī)NXE：3100。
當(dāng)前，市面上主流的EUV光刻機(jī)是ASML的NXE：3400C和NXE：3400D。ASML的參數(shù)顯示，兩者均支持7納米和5納米節(jié)點(diǎn)的EUV量產(chǎn)，后者的生產(chǎn)效率相比前者提高了15%至20%。
2022年，ASML稱收到了供應(yīng)商提供的個(gè)高數(shù)值孔徑機(jī)械投影光學(xué)器件和照明器以及新的晶圓載物臺(tái)。這兩個(gè)模塊將用于下一代EUV光刻機(jī)EXE:5000的初始測試和集成。據(jù)了解，ASML EXE:5200系統(tǒng)具備High-NA 系統(tǒng)和每小時(shí) 220 片晶圓生產(chǎn)率的性能。
ASML做出的規(guī)劃認(rèn)為，EUV光刻的未來發(fā)展將把數(shù)值孔徑（NA）從0.33增加到0.55(High NA)。業(yè)界預(yù)測，High-NA EUV將面向2納米乃至埃米級(jí)工藝節(jié)點(diǎn)，是在未來10-20年成為半導(dǎo)體晶圓制造的工藝支撐設(shè)備之一。ASML預(yù)計(jì)High NA系統(tǒng)將于2023年底交付給客戶，用于大批量制造的全平臺(tái)工藝預(yù)計(jì)將于2025年投入運(yùn)營。
上述報(bào)告中提到，EUVL是制造下一代半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵步驟。據(jù)報(bào)告測算，一套EUVL系統(tǒng)目前耗資約1.5億美元。迄今為止，ASML已經(jīng)交付了三種不同型號(hào)的EUVL系統(tǒng)，即Twinscan NXE:3400 B/C和NXE:3600D，NXE系統(tǒng)的總出貨量從2019年季度的31臺(tái)增長到2022年第四季度的181臺(tái)。
技術(shù)突破難題有哪些？
但要實(shí)現(xiàn)EUVL技術(shù)，ASML當(dāng)前還面臨諸多困難。
的便是成本。在此前召開的業(yè)績說明會(huì)上，ASML技術(shù)官M(fèi)artin van den Brink強(qiáng)調(diào)，該公司需要越來越多地關(guān)注降低成本，這意味著不是減少資源，而是確保其推向市場的解決方案更簡單、更可持續(xù)、更有效、更易于維護(hù)、更易于制造且更具可擴(kuò)展性。Brink還表示，如果在不了解對(duì)這些產(chǎn)品施加的成本和復(fù)雜性的限制的情況下就貿(mào)然轉(zhuǎn)向下一個(gè)產(chǎn)品是不負(fù)責(zé)任的。
ASML預(yù)計(jì)，2023年第三季度的凈銷售額在65億歐元到70億歐元之間，而第三季度的研發(fā)成本約為10億歐元，研發(fā)費(fèi)用占凈銷售額的比重達(dá)到14.3至15.3%。
另一方面，EUV光刻是否是通向制程的技術(shù)還有待驗(yàn)證。
易方資本研究部主管王逸研此前對(duì)記者表示，傳統(tǒng)的EUV(極紫外光刻)光刻機(jī)在制造晶體管時(shí)會(huì)遇到它的物理極限?！耙?yàn)樗苌渖系囊恍┪锢硐拗茖?dǎo)致了13.5nm分辨率的EUV光刻機(jī)有可能做不了一些一納米制程以下的器件，同時(shí)EUV光刻機(jī)的價(jià)格其實(shí)是非常昂貴的?！?/span>
王逸研指出，“下一代光刻技術(shù)”NIL光刻機(jī)的好處是光源相對(duì)便宜，即不需要用能源轉(zhuǎn)換效率低的EUV的激光源，而是只用一些DUV(深紫外光刻)或者是更成熟的光源就可以結(jié)合納米涂層的方法實(shí)現(xiàn)一至兩納米制程的量產(chǎn)。
來源：財(cái)經(jīng) 作者：財(cái)經(jīng)
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