荷蘭半導體設備大廠ASML宣佈,該公司在最近一季接到了4張極紫外光(EUV)微影系統訂單,預期明年將出售12台EUV系統;此最新訊息重燃了產業界的期望,延遲已久的EUV掃描機或許能在2020年準備好量產,屆時應該是5奈米製程。

ASML發言人表示:「我們預期EUV微影將在個位數奈米製程節點,被應用於記憶體中的兩個或更多層;而在最先進的邏輯製程節點(7或5奈米),則被應用於6~9層。」該公司表示,到2018年,該公司生產EUV微影系統的產能可達到24台,每台售價近1億美元;到目前為止,晶片製造商已經安裝了8台ASML的最新EUV系統進行試產。

市場研究機構Semiconductor Advisors的分析師Robert Maire認為:「EUV微影真正開始量產應該是會在2020年;」他指出,台積電(TSMC)最近也宣佈了將在5奈米節點採用EUV微影的計畫。而英特爾(Intel)則是在近日出人意料之外地表示,決定延遲原本預計在今年秋天開始的10奈米節點量產時程;Maire指出,因為英特爾可能會在7奈米採用EUV微影,與台積電的5奈米節點量產時程相當。

今日的16/14奈米節點設計,通常是以採用現有深紫外光(DUV)微影掃描機的雙重圖形(double-patterning)來達到所需的最細線寬以及間距;一旦EUV技術準備就緒,就能免除在10奈米以下節點採用昂貴、較具挑戰性的三重或四重圖形。

自雙重圖形方案在20奈米節點興起以來,晶片製造商對於製程節點的名稱就毫不在意;呼應Globalfoundries技術長在今年稍早前發表的意見,Maire表示:「10奈米節點會是一個生命週期較短的“輕(Lite)”節點,而產業界對於接下來的7奈米節點會更努力推動,使其成為較強勢、生命週期較長的節點。」

ASML在新一季財報發布會上表示,該公司已經出貨數台YieldStar 350E度量系統給客戶,以支援10奈米邏輯製程的品質以及量產;此外該公司也出貨了23台NXT:1980i ArF DUV系統。這一段時間以來,ASML都表示DUV與EUV系統會在先進製程節點被串聯使用。

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ASML表示,EUV將對降低多重圖形的需求並改善良率
(來源:ASML)

隨著ASML的EUV系統持續進展,以及整合了最近收購自台灣廠商漢微科(Hermes)的檢測系統;Maire預期該公司的競爭對手──如準備合併的KLA-Tencor與Lam Research──將遭遇麻煩:「ASML目前極力推廣自有的疊加(overlay)與度量解決方案,並以將其他競爭對手如KLA擠出市場的目標來緊密整合技術;隨著EUV走向現實,並整合了漢微科的技術…KLA會需要考量整合其技術以找到取得新的成長動力。」

在此同時,最新的EUV系統還差一步才能實現量產,也就是可達到一小時125片晶圓產能的250W光源;目前已安裝的系統是採用125W光源,產能只有每小時85片晶圓。不過ASML策略行銷總監Michael Lercel表示,該公司已經在實驗室證實了一套採用210W光源的方案。

「我們正開始接近與三重圖形的成本權衡;」Lercel表示,ASML也正在努力確保複雜EUV系統達到九成以上的正常運作時間(uptime),到目前為止該系統在4週期間的正常運作時間為超過八成,但是:「研發應用與量產應用的要求是有區別的。」

EUV系統的可靠度是一項艱鉅任務,因為其光源必須在真空狀態每秒射出5萬次的熔解錫(tin)液滴;這種全新的光源不但體積比過去的準分子雷射(excimer lasers)更大、系統也更複雜,光源系統本身像一台冰箱那麼大,在無塵室週邊環境運作。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: ASML Reports Progress on EUV,by Rick Merritt)