SemiWiki报道，2022 SPIE高端微影曝光大会，极紫外光微影设备（EUV）大厂艾司摩尔（ASML）介绍EUV最新进展，外界可了解EUV发展过程及未来发展计划，将对半导体先进制程发展有关键影响力。
ASML介绍，目前孔径数0.33 EUV是半导体先进制程主力，先进逻辑和DRAM都使用0.33 EUV系统生产。以典型5纳米制程为例，2021年逻辑芯片应用到10层以上EUV光罩，2023年3纳米制程量产就会用到20层EUV光罩，DRAM目前EUV光罩数约5层，不久后DRAM约使用8层EUV光罩。部分曝光需多重图像化，每个芯片光罩使用数可能达10层。
逻辑芯片与DRAM逐渐广泛换用EUV设备，截至第一季ASML出货136个EUV系统，为约7,000万片芯片曝光微影。随着半导体制程越来越需要EUV设备，让EUV推陈出新，可靠度也提升。ASML表示，NXE:3400C可靠度低于90%，新一代NXE:3600D能达93%，接近深紫外光曝光（DUV）微影设备95%可靠度。NXE:3600D每小时可生产160片芯片，速度为30mJ/cm²，比NXE:3400C高18%。正在开发的NXE:3800E初期能达30mJ/cm²，约每小时195片芯片产能，最后会提升到每小时220片芯片。
可看出ASML孔径数0.33 EUV微影曝光设备领域，正在努力改进产能与产品功耗，到2025年推出约每小时产能220片的NXE:4000F。ASML也持续生产EUV产能，预计增加10%~20%产能，2025年交货首部NXE:4000F曝光微影设备。
ASML努力增产孔径数0.33 EUV时，也同时开发下一代孔径数0.55 High-NA EUV曝光微影设备。资料指出孔径数0.33 High-NA EUV从2010年原型机问世到2019年量产机出货大约用了10年时间。所以，如果相关报道属实，那就代表着孔径数0.55的High-NA EUV设备从2023原型机问世到2026年量产机出货已缩短不少时间，只要三年就能交货给客户。英特尔表示2025年使用孔径数0.55的High-NA EUV设备，台积电也宣布2026年使用孔径数0.55 High-NA EUV设备。
0.55 High-NA EUV光学组件要比0.33 EUV大得多，需独特设计法。0.55 High-NA EUV有变形镜头系统，一个方向有与0.33 EUV相同的4倍缩小率，正交方向有8倍缩小率。由于reticle尺寸和8倍缩小率，曝光微影区域尺寸扫描方向可减半至16.5纳米。
为了更快推动0.55 High-NA EUV使用，ASML和许多研究机构企业携手，Imec 就是重要合作伙伴。Imec首席执行官Luc Van den hove表示，Imec 与ASML合作开发High-NA EUV技术，ASML也发展0.55 High-NA EUV首部EXE:5000系统原型机。EXE:5000系统与现有EUV系统相比，能减少曝光显影次数，完成2纳米以下逻辑芯片的关键特征图像化。
为了创建0.55 High-NA EUV设备生态系统，Imec 持续提升0.33 EUV微影技术投分辨率，预测光阻剂涂层薄化后成像表现，完成微缩线宽、导线间距及接点精密图案转移等。Imec 也持续携手材料供应商，一同展示新兴光阻剂与涂底材料的测试结果，以期High-NA EUV制程有优异的成像品质。
Imec 还提出新制程专用显影与蚀刻解决方案，以减少微影图像缺陷与随机损坏率。从描述可看到，0.55 High-NA EUV需更新的不只对应曝光系统，还需光罩、光阻剂叠层和图案转移技术等方面同时进行，才能让新设备成功量产。使用0.55 High-NA EUV需升级的不但EUV系统本身，还需光罩、光阻剂和图案转移技术等齐头并进，才能让新设备应用成为可能。
0.55 High-NA EUV还在发展接段，英特尔Mark Phillips已提到0.7 EUV是否成为0.55 EUV继任者的可能性。虽然ASML排除0.55 High-NA EUV后开发任何新产品，因ASML必须大量投资EUV开发，但Mark Phillips指出，ASML还没完全排除0.7或更大孔径数EUV系统开发的可能，也还在评估研究阶段。
总结0.55 EUV是现在半导体先进制程的主要系统，其他系统也在提升可靠度与产能。至于0.55 High-NA EUV，ASML还在研发，2025年量产，有更高分辨率，帮助半导体先进制程简化程序以降低生产成本。更高孔径数EUV目前还在研究，10年后才有机会在产线看到。
（首图来源：ASML）
