高数值孔径 EUV 可能是ASML的最后一代光刻机

  ASML 处于高度戒备状态。 去年，该公司 两次提高了生产目标： 它希望到 2025 年出货约 600 台 DUV 和 90 台 EUV 光刻机，而去年分别为不到 200 台和 35 台。 由于持续的芯片短缺，交付问题每天都在发生。 更不用说像今年年初柏林工厂发生火灾这样的挫折，这使 EUV 晶圆夹具的生产暂时瘫痪。

  尽管如此，Martin van den Brink 还是很满足和放松的。尽管EUV 光刻机的生产力还未达到客户的预期，但几年来，EUV 光刻机慢慢的变成了世界上最先进芯片的生产的全部过程中不可或缺的一部分。经过比计划多十年的努力，这让我松了一口气。

  最新一代的 EUV 设备高 NA 系统的开发也进展顺利。“今天下午我参观了工厂车间。那台机器是我职业生涯中的一大亮点。” Brink在他的办公室里说道，其中展出了一系列平版印刷制品。根据 ASML 的路线图，世界上第一台高 NA 光刻机的交付日期是明年某个时候，Brink认为这个目标将会实现，尽管供应链问题仍可能会打乱时间。

  事实证明，Brink甚至或多或少地规划了未来十年的技术路线。这可能是他对 ASML 的最后一次战略贡献，因为Brink预计将于 2024 年退休。

  无论如何，现在Brink的所有的事情似乎都是可以管理的——几乎一切照旧，对于一家组装世界上最复杂的生产机器的公司来说，这是可能的。

  ASML 目前的第一个任务是继续降低 EUV 和高 NA 图案化的成本。Brink 认为，这还需要十年的努力。“只要性能还未达到 193 纳米光刻的水平，就有很大的改进空间。而且我们还没有从光学中挤出每一纳米的分辨率。使用 193 纳米光刻机，由于照明系统的操作，我们处于极限。EUV 光刻机还没有同样的复杂程度。”

  ASML 还将继续专注于整体光刻技术。这套计量和计算技术使芯片制造商能够对其制作的完整过程保持严格的控制。这降低了缺陷率，就像提高生产力一样，降低了成本。

  然而，半导体界迫切想知道的是，高数值孔径是否会获得继任者。ASML 的技术副总裁 Jos Benschop 已在去年的 SPIE 高级光刻会议上透露，可能的替代方案，即降低波长的新步骤，但不是一种选择。这与角度有关：EUV 反射镜反射光的效率很大程度上取决于入射角。波长的降低会改变角度范围，使得透镜必须变得太大而无法补偿。

  这种现象也会随着镜头孔径（数值孔径，NA）的增加而出现。那么NA是否有可能再次增加？Brink证实，ASML 正在调研此事。但是，就个人而言，他不相信 hyper-NA 会被证明是可行的。“我们正在研究它，但这并不代表它会投入生产。多年来，我一直怀疑 high-NA 将是最后一个 NA，这种信念没改变。”

  对于“标准”EUV，NA 是 0.33，对于高 NA，它是 0.55，对于超hyper-NA，它会“高于 0.7，也许是 0.75。理论上是能做到的。从技术上讲，这也能做到的。但是更大的镜头市场还有多少空间呢？我们还可以出售这些系统吗？我对高 NA 偏执，我对hyper-NA 更加偏执。如果hyper-NA的成本增长得像我们在High-NA 中看到的那样快，那么它在经济上几乎是不可行的。尽管这本身也是一个技术问题。而这正是我们正在研究的。”

  因此，hyper-NA 研究计划的主要目标是提出智能解决方案，使技术在成本和可制造性方面保持可控。Brink 不想建造更大的怪物，他说，他指着他收藏的计量容器的微型版本，但也提到了镜头等光刻机组件。“我们正试图在制造和设计方面做出根本性的改变，以确保如果我们要这样做，它在经济上是可行的。”

  “所以这与我们的high-NA 方法大相径庭。我们将确保实现高数值孔径。对于hyper-NA，我们承认有几率存在无法克服的成本限制，至少因为晶体管缩小速度正在放缓。由于系统集成，继续开发新一代芯片仍然是值得的。但在这一点上，问题变得非常现实：哪些芯片结构太小而无法经济地制造？”

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