ASML超越极限!探索达成0.2nm工艺的超级EUV光刻技术


据2月17日最新消息,光刻机制造巨头ASML已经向芯片制造商Intel交付了首台高数值孔径(NA)极紫外光刻(EUV)机,这将加速2nm及以下工艺芯片的生产。预计不久的将来,如台积电与三星等其他半导体行业领头羊也会陆续接收类似的设备,从而突破至1nm的工艺水平。

介绍ASML的光刻机发展,可见其一代产品就引领了技术飞跃。ASML的第一代低NA EUV光刻机NA值仅0.33,临界尺寸(CD)能达到13.5nm,最小金属间距则是26nm,使得单次曝光形成的内部连接间距大约在25-30nm范围,这款机器非常适合于4/5nm工艺的制造。当采用双重曝光技术时,内部连接间距可以减少至21-24nm,从而实现3nm技术节点的制造,例如台积电N3B工艺。

接下来,ASML的第二代高NA EUV光刻机将NA提高到了0.55,使临界尺寸进一步突破到8nm,最小金属间距也降至大约16nm。这样的技术进步,意味着可望实现3-1nm工艺制造,Intel甚至透露将在其1.4nm节点上首次运用这一技术。

ASML的CTO Martin van den Brink在采访中证实了公司目前正在探索下一代的光刻技术——超级NA(Hyper NA),力争继续推动光刻技术的极限。据悉,这项Hyper NA技术的数值将超过0.7,预计在2030年左右完工。van den Brink强调新一代EUV光刻机的运用领域非常广泛,不仅可用于逻辑处理器芯片的生产,相比高NA的双重曝光成本更低,而且有望被用来制造DRAM存储芯片。

就成本而言,ASML披露低NA光刻机价位不菲,最低要1.83亿美元,而高NA光刻机更是高达3.8亿美元起步。随着半导体工艺的不断进步,根据国际微电子研究中心(IMEC)的技术路线图,2030年左右人们期望能推进到A7 0.7nm工艺。未来,还有望达到A5 0.5nm、A3 0.3nm、以至A2 0.2nm工艺,不过这将是2036年甚至更远的未来。

与此同时,摩尔定律仍在ASML的技术蓝图中持续成为推动力。摩尔定律预言集成电路上可容纳的晶体管数目大约每两年便翻一番,而ASML的光刻技术正是实现这一预言的关键。超越当前的技术极限,寻找到达0.2nm工艺的可能,将是ASML为整个半导体行业铺展了技术发展的新道路。

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