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全球晶片微影技術領導廠商艾司摩爾( ASML) 於 SEMICON Taiwan 半導體展最後一天,分享新一代高數值孔徑極紫外光(High NA EUV)微影技術,艾司摩爾High NA EUV產品管理副總裁 Greet Storms在問及全新的High NA價格昂貴,她表示這項嶄新的設備,是在迎合客戶技術總成本,雖然貴,從技術發展角色來看,絕對值得。
高數值孔徑和一般數值孔徑的EUV設備有什麼不同?又為產業帶來什麼貢獻。ASML說,透過採用新的光學元件,將數值孔徑(numerical aperture)從 0.33提升至0.55,提供更高的成像解析度,臨界尺寸(critical dimension, CD)可達到8奈米,讓晶片製造商可以
在同樣單位面積的晶片上實現較現今高出2.9倍的電晶體密度;且成像對比度較0.33 NA EUV 提高40%,可大幅降低成像缺陷。
Greet Storms 說,EUV曝光機推出後將半導體曝光顯影由193奈米波長的浸潤機進入新世代,讓晶圓廠成像速度提升高達45%,為了讓晶片製造商能夠以更具成本效益的方式量產尺寸更小、功能更強、更低功耗的晶片艾司摩爾在2014年就開始成立小組投入High NA EUV研發,前後歷經逾10年投入模組製造、模組整合、模組驗證到系統驗證,於2023年問世,並在去年底出貨給首家下單的美系客戶,亞洲客戶也將於今明年陸續安裝。
艾司摩爾最新推出的EXE:5000,已達每小時可曝光超過185片晶圓,將支援 2 奈米以下邏輯晶片及具有相似電晶體密度的記憶體晶片量產。
由於目前採購廠商還包括台積電和三星,英特爾已早一步在今年初完成安裝,台積電和三星計畫第4季開始裝機。
Greet Storms今天也分享,艾司摩爾持續努力精進曝光設計,希望能明年推出每小時輸出達220片的EXE 5200升級版High NA EUV微影設備 。
她強調,「透過導入 High NA EUV,客戶將可減少量產邏輯和記憶體晶片的製造工序,進而顯著降低製程缺陷、成本和生產周期。High NA EUV(0.55 NA)將與現行的 EUV(0.33 NA)在設計方面有通用性,可降低客戶的導入風險和研發成本。」
對於外界將High NA EUV 微影設備比喻為吃電怪電, Greet Storms今日也提出辯解。她說 ,在先進製程晶片製造中導入 EUV 技術可簡化製程工序、減少光罩數量,達到產能和良率提升,進而降低生產每片晶圓的用電量。ASML 預估,若在先進製程中導入包括 EUV 和 High NA EUV 微影系統。她強調 ,ASML預估到 2029 年,使用 ASML 微影技術生產每一片晶圓使用的100度電,將可為整體製程,節省200度電。
ASML也更以2023 年報作為佐證,統計2018年到2023年,ASML EUV曝光每片晶圓的能耗減少了近 40%,此外更希望到2025年再減少30%到35%的能耗。
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