2月25日消息,全球光刻机巨头ASML(阿斯麦)近日确认,其新一代Twinscan NXE EUV光刻机的研发进展顺利。这款新设备的光源功率将大幅提升50%,达到惊人的1000W,同时生产效率也将提高约20%,实现每小时处理330片晶圆的产能。据悉,该机型预计在2030年或更晚些时候正式发布。
ASML对这一技术突破充满自豪,并展现出十足的信心。公司表示,他们已经找到了实现1500W高功率光源的清晰技术路径,并且理论上来说,将功率进一步提升至2000W也并非无法逾越的障碍。
当然,要实现1000W光源功率并整合成一套完整的光刻系统,需要克服重重技术难关。

首先,ASML必须尽快完善其在2024年底就已公布的三脉冲极紫外光生成技术。
该技术首先通过一道1微秒的预脉冲,将锡滴压平;紧接着是一道1微秒的稀疏预脉冲,使锡滴变为稀疏状态;最后,一道10微秒的二氧化碳激光主脉冲将锡滴转化为极紫外光等离子体。
ASML已为此技术申请了专利,但尚未投入商业应用。预计要等到本年代末,随着Twinscan NXE:4000系列光刻机的退市,这项技术才会正式登场。
其次,1000W光源必须配备全新的锡滴发生装置,使其发射频率提升近一倍,达到每秒10万个。
这套装置目前仍处于研发阶段,预计还需数年时间才能实现商业化。
第三,随着锡滴发射数量的大幅增加,必然会导致晶圆(更准确说是晶圆保护膜)上的杂质残留量增多。
因此必须配套全新的杂质收集装置,以快速清除这些残留物。
第四,在产生1000W光源之后,如何将其精准传导至晶圆也是一项巨大挑战,为此需要全新的高透射率投影光学系统。
该系统进一步升级后,可将产能提升至每小时超过450片晶圆,届时对应的光源功率也将达到1500W左右。
第五,这对晶圆台和掩模台也提出了新的要求,必须同步完成升级。
第六,还需要全新的光刻胶和晶圆保护膜,与之进行适配。
由此可见,一台全新光刻机的诞生,并不仅仅是ASML一家公司的工作,它需要整个产业链做好全面准备。

值得一提的是,ASML目前还未将1000W EUV光源整合到其公布的、针对高数值孔径与低数值孔径规划的EUV光刻技术路线图中。
在低数值孔径方面,新一代Twinscan NXE:4000F光刻机计划于2027年面市,专为1.x纳米工艺节点设计,涵盖英特尔14A及台积电16A/14A等。其套刻精度可达0.8纳米,每小时产能超过250片晶圆。
到2029年,我们将看到Twinscan NXE:4200G机型,其每小时产能将超过280片晶圆。
在高数值孔径方面,Twinscan EXE:5200C光刻机将于明年亮相,每小时产能超过185片晶圆,套刻精度优于0.9纳米。
2029年,Twinscan EXE:5400D光刻机将接踵而至,产能预计将突破每小时195片晶圆。

