ASML 開發新一代 High-NA EUV 微影曝光設備

ASML 正在開發新一代 High-NA EUV 微影曝光設備，最大挑戰是為 EUV 光學零件構建計算與量測工具，因反射鏡尺寸為前一代 EUV 兩倍，需將平整度控制在 20 皮米 (1 皮米＝兆分之一公尺，即 10 的 -12 次方) 內，需在可容納半個公司的真空容器內驗證，這工作由 ASML 關鍵光學合作夥伴蔡司 (Carl Zeiss) 負責。目前 ASML 正執行發展藍圖，而且進展順利。ASML 為交貨首部 High-NA EUV 微影曝光設備做好準備，時間為明年內。供應鏈問題可能打亂時間表，但應該不會太嚴重。High-NA EUV 微影曝光設備將比現有 EUV 更耗電，從 1.5 兆瓦增加到 2 兆瓦。主因是光源，High-NA 光源需額外 0.5 兆瓦供電，使 ASML 必須用水冷銅線供電。至於 High-NA EUV 後更新產品技術，ASML於2021 年 SPIE 微影曝光會議就透露替代方案，就是降低波長。不過需解決一些問題，EUV 反射鏡反射光效率很大程度取決於入射角，波長降低會改變角度範圍，使透鏡變太大無法補償，也會隨數值孔徑增加出現。另外，Hyper-NA 將是最後一個 NA，而且不一定能投產，代表經數十年微影曝光技術創新，最後半導體微影曝光技術將走到盡頭。ASML 持續研究 Hyper-NA，目標是提出更先進解決方案，使技術成本和可製造性方面保持可控。High-NA EUV 系統將提供 0.55 數值孔徑，與 0.33 數值孔徑透鏡的 EUV 相比，精度提高，具更高解像度圖像化能力，以完成更小電晶體。到了 hyper-NA 微影曝光系統，數值孔徑應高於 0.7，甚至達 0.75，理論上可以做到。ASML不希望製造更龐大的怪物，因 hyper-NA 可能是接下來半導體微影曝光技術發展出問題的地方，因製造和使用成本都高得驚人。如果採用 Hyper-NA 技術的製造成本成長速度和 High-NA EUV 一樣，經濟層面幾乎不可行。ASML 希望克服成本問題，若無法克服，半導體電晶體縮小速度就會放緩。隨著先進封裝系統整合技術發展，繼續開發新晶片仍有價值，也帶領半導體產業進步。