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ASML正在开发下一代EUV光刻机

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图片来源:ASML

ASML副总裁Anthony Yen表示,ASML已开始开发极紫外(EUV)光刻机,其公司认为,一旦当今的系统达到它们的极限,就将需要使用极紫外光刻机来继续缩小硅芯片的特征尺寸。

ASML 5000将依赖于对3400系列的一系列改进。目前英特尔、三星和台积电等客户都在使用3400系列。Yen在本周于旧金山举行的IEEE国际电子器件会议( IEEE International Electron Device Meeting)上对参会的工程师们表示,最引人注目的是该机器的数值孔径将从现在的0.33增加到0.55 。数值孔径是一个无量纲的数,它与聚光能力有关。数值孔径越大意味着分辨率越高。改变EUV光刻机的数值孔径将需要一套更大、抛光更完美的成像镜。

EUV光是用来自高能二氧化碳激光器的双脉冲轰击微小锡滴而产生的。第一个脉冲将锡滴重新塑造成模糊的薄饼形状,这样更加强大且与之相隔仅3微秒紧随其后发射的第二个脉冲就可以将锡轰击成发出13.5纳米光的等离子体。然后,光被收集、聚焦,并从图案化的掩模上反射出来,这样图案就会投射到硅晶圆上。

ASML提高了机器每小时可以处理的晶圆的数量,这很大程度上是通过产生更高的光功率来实现的。光功率越高意味着晶圆的曝光速度越快。在195瓦特时,它们每小时可以处理125个晶圆;今年早些时候,它们的处理速度达到了在246瓦特时每小时可处理140个晶圆。该公司全年都在对客户的机器进行改造,以达到更高的标准。

下一代机器将需要更高的EUV瓦数。在实验室中,ASML已突破了410 W,但尚未达到足以满足芯片生产的占空比。更强大的激光器将有所帮助,可能会提高锡滴被击打的速度。在现在的机器中,锡滴每秒被射出5万次,但Yen表示,锡滴发生器可以以8万赫兹的频率运行。  

与此同时,该公司正在改进其3400系列的性能。新版本3400C将于2019年下半年发布,它每小时可以处理超过170个晶圆。其发展中的一个痛点与极其昂贵的掩膜有关,这些掩膜可以将图案投射到硅片上。用来保护掩模免受游离粒子影响的被称为薄膜的覆盖物吸收了太多的光线。ASML表示,现有的薄膜传输83%的光,这将产量降低到了每小时116个晶圆。Yen说,目标是将传输率提高到90%。但ASML也在努力研究怎样保持机器内部更干净,这样客户就可以放心地使用没有薄膜的掩模。

Yen表示,ASML预计到2018年底将出货18台机器,并计划在2019年出货30台。然而,该公司本周二说,供应商Prodrive遭遇的火灾将会使2019年的交付有所推迟。今年8月,当GlobalFoundries宣布停止7纳米芯片的研发时,ASML失去了一位知名客户。停止研发7纳米芯片的举动使GlobalFoundries对在2017年和2018年安装的两台EUV机器的需求消失了。


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