ASML's High-NA EUV Lithography: A 2024 Update

Summary

ASMLが開発する次世代の光刻技術であるHigh-NA EUVについて紹介。2028年までに年産20台の目標を掲げ、Intelと共同で試験運用中。NAを0.55に引き上げることにより、半分のマスクフィールドサイズでダイサイズの縮小が可能に。しかし、マスクの接合精度や抵抗膜の改良、測定技術の進歩など多くの課題が残されている。経済的な観点からも、標準EUVと比較してコストパフォーマンスのバランスが課題となっている。

Takeaways

• ⚙️ ASMLの次世代の銑減技術であるHigh-NA EUVは、モアの法則を救うための機械として市場に販売されています。
• 🚀 ASMLは2028年までに年間20台のHigh-NA EUV機械を製造する計画を立てています。
• 🔍 High-NA EUVシステムは、数値孔径（NA）を0.33から0.55に引き上げることで、機械の半ピッチ線のサイズを理論的には64％縮小することが可能です。
• 🧩 NAを引き上げるためには、より多くの光を利用する必要がありますが、EUVフォトマスクの標準サイズを拡大できないため、ASMLは大きなプロジェクションレンズを設計しています。
• 📏 マスクフィールドサイズが半分に減ることにより、1回の露出ステップでワフェルに露出される面積が小さくなります。これにより、ダイのサイズが新しいフィールドサイズを超える場合、ASMLはインダイステッチングを行う必要があります。
• 🔄 インダイステッチングでは、元の設計を2つに分割し、両方のマスクを部分的にオーバーラップして露出します。このオーバーラップした領域はステッチングリージョンと呼ばれ、二重に露出されます。
• 🌐 EUVフォトマスクには、マスク画像のための境界と、近接するダイに影響を与えないために散乱光を防ぐための吸収性の高い黒い境界があります。
• 💡 High-NA EUVでは、より薄い抵抗層を適用する必要があり、そのためには新しい種類の抵抗剤であるMetal Oxide Resists（MOR）が開発されています。
• 📈 High-NA EUVの経済性は、標準のLow-NA EUVを複数回通過する代替案と比較されています。現在、経済的な利点はまだHigh-NA EUVにはないようです。
• 🤖 High-NA EUVの時代には、計算銑減の役割が大幅に増加すると予想されており、新しい光学レンズや抵抗層、マスク製造方法を組み込む必要があります。
• 🔢 High-NA EUVの所有コストを削減するためには、スループットを向上させることが求められますが、現在は光源の出力が不足しているためスループットが低下する可能性があります。

Q & A

High-NA EUVとはどのような技術ですか？

High-NA EUVはASMLの次世代の銑減技術で、ナンバーカルバー（NA）を0.33から0.55に引き上げることにより、半分のピッチ線を理論上64％縮小し、7.5または8ナノメートルに縮小します。

ASMLはHigh-NA EUVをどのように進める予定ですか？

ASMLは2028年までに年間20台のHigh-NA EUVマシンを製造する計画であり、すでにインテルに1台の早期マシンを発送し、現在テスト中です。

High-NA EUV技術の進展に関する最新情報はどこで得られますか？

作者は1年前にHigh-NA EUVの最新進展に関するビデオを更新しており、その情報をもとに現在の状況を分析しています。

High-NA EUV技術におけるマスクフィールドサイズの半減はどのような影響を与えますか？

マスクフィールドサイズが半減すると、より大きなダイを作成する場合にインダイステッチング（stitching）が必要になり、そのオーバーラップ部分は二重に露出されます。

ステッチング（stitching）とはどのようなプロセスですか？

ステッチングは、オリジナルのデザインを2つに分割し、両方のマスクをある程度オーバーラップして露出させるプロセスです。このオーバーラップされた部分がステッチングリージョンと呼ばれ、二重露出を受けます。

High-NA EUV技術における抵抗膜の変更はどのような課題をもたらしますか？

High-NA EUVでは焦点の奥行が薄くなるため、抵抗膜の層を薄くする必要があり、既存のEUV抵抗膜である有機化学増幅抵抗膜（CAR）は理想的ではありません。

Metal Oxide Resists（MOR）とはどのような新しい抵抗膜ですか？

MORは新しい種類の抵抗膜で、CARよりも線幅のROUGHNESSが少なく、露出に必要なUV光の量も少なく、スループットも向上することが示唆されています。

High-NA EUV技術における計測技術の重要性はどの程度ですか？

High-NA EUVでは不確定性失敗が増えるため、多くの計測測定を行ってこれらの失敗を見つける必要があり、半導体計測と検査の役割がますます重要になります。

計算捺印技術とは何で、High-NA EUV技術にどのように影響を与えますか？

計算捺印技術は、捺印過程をコンピュータシミュレーションを使って最適化する技術であり、High-NA EUV技術では異形レンズの使用やマスク制作方法の変化などを組み込む必要があります。

High-NA EUV技術の経済性はどのように評価されていますか？

High-NA EUV技術の経済的な競合は、ASMLの標準のLow-NA EUVと比較されます。High-NA EUVの所有コストを下げることが、今後の普及に欠かせない要素です。

ASMLがHigh-NA EUV技術を進める上で直面する課題はどのようなものですか？

ASMLはマスクメーカーとの協力、抵抗膜の変更、計測技術のギャップ、計算捺印技術の向上など、多くの課題に直面しています。

High-NA EUV技術の将来性についてどう思われますか？

High-NA EUV技術はまだ生態系が未成熟であると思われており、インテルがこれらのデバイスを試運転し、問題点を解決するのに役立ちますが、コストがかかります。TSMCが大量にこれらの機械を購入する準備ができていないことから、所有コストの低下を待っていると見られます。