ASML光刻机，最新进展

来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自semiwiki，谢谢。

在 SEMICON West上， 本文作者采访了 ASML 的 Mike Lercel。在本文中，该作者结合了SPIE 高级光刻会议上的 ASML 演示材料、Mike 在 SEMICON 上的演示、与 Mike在SEMICON 上的一些讨论以及 ASML 最近的财报电话会议中的一些内容。以分享了ASML光刻机的最新进展。

DUV

ASML 持续改进 DUV 系统。全新 NXT:2100i 具有 4 个新功能，可改善未来逻辑和 DRAM 的重叠和边缘放置错误。

1、用于改进镜头和交叉匹配的畸变操纵器提供了更多的叠加校正控制。

2、经过调节的掩模版库和新的掩模版加热控制提高了掩模版覆盖和吞吐量。

3、PARIS 光学传感器改善了覆盖效果。

4、2 种颜色的对齐也改善了叠加效果。

最终结果是机器匹配覆盖改进至远低于 1.3 纳米（见图 1），而交叉匹配覆盖则略高于 1.1 纳米。

图 1. 机器匹配的覆盖层。

0.33NA EUV

从刚刚完成的季度财务电话会议来看，ASML 目前已发货超过 200 个 NXE:3400/3600 系统。根据作者统计，当中包括45个NXE:3400B、76个NXE:3400C 和 75个NXE:3600D，从总数看来，这个统计是有缺失的，因为我的统计是基于 ASML 的销售数字，然后发货和统计销售之间存在一些延迟。但可以预计的是，NXE:3600D 要么是/要么很快就会成为出货量最多的系统。

从 2014 年第一季度到 2019 年第四季度，系统吞吐量增加了 >17 倍！NXE:3400C 在客户现场以 30mJ/cm2 剂量实现了约 140 片/小时 (wph)，NXE:3600D 在客户现场以 30mJ/cm2 剂量实现了略高于 160 wph 的产能，在 ASML 实现了 185 wph 的产能。NXE:3800E 的目标是 >220 wph！参见图 2。

图2、EUV系统吞吐

NXE产量不断提高，2020年全球只有1个系统年产量超过50万片晶圆，2021年这一数字增加到15个，2022年增加到51个，见图3。

图 3.EUV 系统生产力。

NXE:3800E 的目标是在 0.9nm 匹配机器覆盖下 >220 wph，见图 4。

图 4. NXE:3800E 目标。

第一批 NXE:3800E 预计在第四季度发货，见图 5。

图 5. NXE:3800E 发货状态。

EUV 的一大问题一直是系统的巨大功耗。ASML 不断提高能源效率，将每片晶圆的能耗降低了 3 倍，见图 6。

图 6.EUV 能源效率。

0.33NA EUV 系统现已牢固地确立为前沿逻辑和 DRAM 部件上最关键层的首选工具，并且随着每个新节点，更多层都更改为 EUV。

高数值孔径 EUV

0.33NA EUV 系统的单次曝光图案化目前达到约 30nm，随着工艺的成熟，预计会进一步改进，但一些 EUV 多重图案化已用于 5nm 和 3nm 逻辑工艺。较高数值孔径的工具可提高可实现的单次曝光间距限制。

第一个 0.55NA EUV 系统 EXE:5000 将于 2024 年初发货，并于 2025 年批量生产。EXE:5000 是一个开发系统，数量有限。状态如图7所示。

图 7.EXE:5000 状态。

2023 年晚些时候，ASML 位于 Veldhoven 的工厂将与imec 合作建立一个High NA EUV 演示实验室，并于 2024 年初运行工具。

量产型高数值孔径曝光工具将是 EXE:5200，预计将于 2025 年初发货。

Hyper NA EUV

如果间距继续缩小，即使是 0.55NA Hihg NA 曝光工具最终也需要多重图案化，而 ASML 正在认真讨论 NA 约为 0.75NA 的“Hyper NA”工具，但具体 NA 尚未确定。一个关键问题是何时/是否需要这样的工具。

结论

ASML 继续对其产品线进行不懈的改进计划。更快、更精确的 DUV 和 0.33 NA EUV 工具。开发即将推出的 0.55NA 高 NA EUV 工具，甚至超越高 NA 到可能的超 NA 工具。

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