Для выпуска следующего поколения сканеров EUV компания ASML строит новые мощности
Как известно, компания Samsung приступила к выпуску чипов с использованием сканеров EUV с длиной волны 13,5 нм. Оптическая система сканеров перешла с использования линз на зеркала. Числовая апертура (NA) сканеров NXE:3400B, которые стали первыми коммерческими сканерами диапазона EUV, равна 0,33. С практической точки зрения это означает, что сканеры NXE:3400B могут за один проход выпускать чипы с нормами до 10 нм. Для производства с нормами от 7 нм до 5 нм потребуется технология проекции с перекрытием (метод многократного проецирования).
Усложнение технологий производства (многократная проекция, погружение в жидкость, другое) обещает дотянуть современные сканеры с NA оптики 0,33 до производства 3-нм чипов. Для дальнейшего уменьшения размера элемента на пластине потребуется оптика с высоким значением NA (HiNA). В том, что производители памяти и логики будут требовать уменьшить нормы технологического производства, сомнений нет, хотя график роста плотности ячеек памяти и размещения транзисторов будет уже не такой крутой, как раньше.
Для перехода в диапазон производства с нормами от 3 нм до 1,4 нм и даже меньше, следующие сканеры ASML необходимо будет вооружить оптикой с числовой апертурой 0,55. Сказать проще, чем сделать. Тем не менее, у компании ASML уже есть три клиента на четыре сканера с NA оптики 0,55. Два из них ― это бельгийский исследовательский центр Imec (он стал партнёром ASML по разработке техпроцессов с нормами менее 3 нм) и компания TSMC. Имя третьего клиента не раскрывается, но с высокой степенью вероятности можно ожидать, что им окажется компания Samsung.
Поставки опытных установок нового поколения ожидаются в 2021 году, а массовые поставки ― в 2024. На следующем графике можно увидеть, как производители собираются воспользоваться текущими и будущими моделями сканеров EUV компании ASML для выпуска «популярной» продукции
Следует ещё раз сказать, что переход на оптическую систему с NA=0,55 означает значительную переделку оптической системы сканеров в той части, которая отвечает за передачу изображения с фотомаски на кремниевую пластину. Уменьшение масштаба технологического процесса всего в 0,6 раза заставит значительно увеличить как размеры зеркал для проекции, так и путь для света от источника до пластины. При этом число зеркал останется прежним ― 6 штук.
Это также приведёт к увеличению габарита сканеров по высоте, ширине и длине (и цене, соответственно). Самое большое зеркало будет весить несколько сот килограммов, а вместе с рамой оптическая система сканеров с NA=0,55 будет весить не меньше одной тонны.
Производством сканеров, оптической системы HiNA и источником излучения будут заниматься четыре производственных площадки ASML. Два завода расположены в США, один в Германии и один (для финальной сборки) в Нидерландах.
Каждое из этих производств строит или завершает строительство или оборудование новых цехов для производства сканеров поколения NA 0,55. Так, для изготовления зеркал на заводе Carl Zeiss SMT в Германии создан цех с новыми огромными вакуумными камерами. Для того, чтобы вытащить и манипулировать зеркалом к камерам пристроена роботизированный манипулятор. Это огромные затраты, но всё это обещает окупиться, поскольку снижение технологических норм производства в перспективе позволит производителям существенно снизить себестоимость продукции.
