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標題 | ASML 拼命研制的新款高 NA EUV 光刻機:或是最后一代 |
分類 | 熱點事件 |
內容 | ASML一直處于高度戒備狀態。 去年,該公司兩次提高了生產目標:它希望到2025年出貨約600臺DUV和90臺EUV光刻機,而去年分別為不到200臺和35臺。 在ASML,典型的一周是數百人開始他們在維爾德霍文的新工作。由于芯片持續短缺,每天都會出現發貨問題。更不用說像今年年初柏林工廠的火災這樣的挫折了,那場火災使EUV晶圓夾具的生產暫時陷入癱瘓。 盡管如此,馬丁范登布林克(編者注:ASML首席技術官)非常滿意和放松。EUV在光刻機方面的生產力還沒有達到客戶的預期,但近年來,EUV光刻機已經成為世界最先進芯片生產過程中不可或缺的一部分。 經過十年比計劃多的努力,這讓我松了一口氣。馬丁登布林克說。 最新EUV設備——高NA系統的開發也進展順利。今天下午我參觀了工廠車間。范登布林克在他的辦公室里說,這臺機器是我職業生涯中的一個亮點。 根據ASML的路線圖,世界上第一臺高NA掩模對準器的交付日期是明年的某個時候。范登布林克認為這個目標將會實現,盡管供應鏈問題仍可能打亂時間。 事實證明,范登布林克甚至或多或少地規劃了未來十年的技術路線。這可能是他對ASML的最后一次戰略貢獻,因為這位與公司并肩作戰多年的高管預計將于2024年退休。 不管怎樣,現在范登布林克的一切似乎都在掌控之中?!獛缀跻磺腥绯?,對于一家組裝世界上最復雜的生產機器的公司來說,這是可能的。唯一困擾范登布林克的似乎是他的辦公椅??纯催@坨屎?!八恼{節選項太多了,”他坐下來抱怨道,一邊搖晃著扶手。 微不足道的 五年前,當范登布林克和他的來訪者交談時,他也有同樣的好心情。在大家還需要共同努力讓EUV走上正軌的時候,他已經推進了他的高NA計劃。ASML的管理和監督委員會支持所需的十億美元投資,蔡司,一個重要的光學合作伙伴,也加入了進來。范登布林克承認,他們一開始并不想這么做。 當時我以為高娜會是EUV最后一個高娜。但是有相當大的風險,因為來得太晚,沒有足夠的時間周期來收回投資。我認為我們不能推遲高數值孔徑的發展,直到我們了解EUV。\' 光刻的過渡期非常糟糕。如果你搞砸了,事情會變得一團糟。尤其是現在這個組織已經變得這么大了,我覺得責任重大。我很偏執。我們有成功的提案嗎?我們能解決這個問題嗎?范登布林克最終確信高數值孔徑是正確的前進方向,并贏得了懷疑論者的支持。 但是他忽略了一件事。在我的傲慢中,我以為顧客會排隊,但真的不容易。\' 2018年4月左右,一切準備就緒。EUV已經做好了大規模生產的準備,不久之后,高NA系統的第一批訂單接踵而至。自那時以來,另一個過渡時期的準備工作總的來說相當順利。首席技術官透露,這比以前的任何光刻轉換“容易得多”。 為什么?首先,我們現在對EUV光子的作用有了很好的理解。時至今日,我們在短波系統的穩定性上仍然存在問題,生產力也沒有達標。但是我們需要了解和清理的主要物理問題3354基本上已經被我們拋在腦后了。\' 此外,在任何光刻轉換,ASML需要依靠外部創新。當光刻膠變了,掩膜變了,你就會得到新類型的缺陷。這些東西會影響基礎設施。對于高NA來說,基礎設施的變化相對來說是微不足道的。所以涉及的風險要低得多。\' 絕望 Van den Brink說,到目前為止,開發高NA技術的最大挑戰是為EUV光學建立計量工具。高反的尺寸是前代的兩倍,平面度需要控制在20皮米以內。這個需要在能裝下半個公司的真空容器里驗證。 構建這個工具的問題在于,你不確定它是否足夠準確。你可以做各種測試來提供一些保證,但你永遠無法完全確定。這就是我們現在所處的階段。我們認為這是可行的,但真相要到明年第一槍才大白。\' 如果鏡頭不符合規格,我們將采取緊急程序。我們有后備計劃。如果不行,我們有足夠的自由去修復它。我們可以在一定范圍內重新拋光表面,必要時更換單個鏡子。EUV透鏡由幾面鏡子組成。確切的數字是商業秘密。 最后,范登布林克不想低估一個比普通公共汽車更大的系統的復雜性。這是一個怪物。在過去,一個掩模對準器需要幾百千瓦。 對于EUV,這是1.5兆瓦,主要是因為光源。對于高NA,我們使用相同的光源,但是需要額外的0.5 MW。我們用水冷銅線給它供電,促進了很多項目的進度。\' 盡管如此,范登布林克沒有看到任何障礙,即使供應鏈問題使時間表模糊不清。時機有問題。High machine包含我們在生產系統中使用的相當多的組件,今天的飯優先于明天的飯。就時間而言,這還是一個危機項目,但我相信明年年底我們會走得很遠。\' 第一個系統將設在維爾德霍文,ASML和Imec在那里建立了一個聯合高NA研究實驗室。我們計劃在2024年讓客戶擁有自己研發的機器,并在次年交付第一批量產工具。 這將在很大程度上避免ASML客戶因EUV開發延遲而造成的困難時期。 范登布林克在2017年說,他們變得絕望了,就這么簡單。他指的是他的客戶宣布將EUV投入生產。必須使用兩個或更多個193 nm(浸沒)曝光步驟來構圖的芯片層的數量正在增加,使得半導體制造商繼續使用EUV掩模對準器,即使那時他們的生產率不高。 順便說一句,雖然在EUV已經使用了多個圖案3354,但是對于光刻來說它不是必需的,但是在這種令人不舒服的情況發生之前,期望出現可生產的高NA掩模對準器??蛻舨]有絕望。但是,平心而論,如果高娜現在準備好了,他們就會使用它。\' 一切都值得。 除了盡快推出高NA EUV光刻機,ASML當前的首要任務是繼續降低EUV和高NA圖案化的成本。范登布林克認為這需要十年的努力。 只要性能沒有達到193 nm光刻的水平,就有很大的提升空間。我們仍然可以從轉型中獲得很多好處,例如,可能是兩倍。而且我們還沒有從光學中擠出每一納米的分辨率。對于193 nm的掩模對準器,由于照明系統的操作,我們處于極限。EUV光刻機并不復雜。\' ASML也將繼續專注于整體光刻技術。這種測量和計算技術使芯片制造商能夠嚴格控制他們的制造過程。這樣降低了不良率,就像提高生產率一樣,降低了成本。 然而,半導體行業迫切想知道的是,高數值孔徑是否會得到后繼者。ASML的技術副總裁Jos Benschop在去年的SPIE高級光刻會議上透露,可能的替代方案,即減小波長,不是一個選項。這與角度有關:EUV鏡反射光線的效率很大程度上取決于入射角。波長的減小會改變角度范圍,使得鏡頭必須變得太大而無法補償。 這種現象也會隨著鏡頭光圈(NA)的增大而出現。那么NA還有可能再增加嗎?范登布林克證實ASML正在研究此事。 但是,就個人而言,他不相信hyper-NA會被證明是可行的。我們正在研究它,但這并不意味著它將投入生產。很多年來,我一直懷疑高-NA會是最后一個NA,這個信念一直沒有改變。\' 對于“標準”EUV,NA是0.33,對于高NA,它是0.55,對于超NA,它將“高于0.7,可能是0.75”。理論上是可以做到的。技術上是可以做到的。但是更大的鏡頭市場還有多大空間呢?我們甚至可以出售這些系統嗎? 我偏執于高NA,更偏執于hyper-NA。如果hyper-NA的成本像我們在高NA中看到的那樣快速增長,那么它在經濟上幾乎是不可行的。雖然這本身就是一個技術問題。這正是我們正在研究的。\' 因此,hyper-NA研究計劃的主要目標是提出智能解決方案,以保持技術在成本和可制造性方面的可控性。 范登布林克不想造一個更大的怪物。他說,他指著他收集的測量容器的微型版本,但也提到了掩模對準器組件,如透鏡。我們正試圖在制造和設計方面進行根本性的變革,以確保如果我們想這樣做,它在經濟上是可行的。\' 所以這和我們的高NA方法大不相同。我們將確保高數值孔徑的實現。對于ultra-NA,我們承認可能存在不可逾越的成本限制,至少因為晶體管縮小速度在放緩。 因為系統集成,繼續開發新一代芯片還是值得的?!@是好消息。但在這一點上,問題變得非?,F實:哪些芯片結構太小,無法經濟地制造?\'
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