在2018年末，三星和臺積電推出了具有5至7個EUV層的7nm晶圓代工邏輯工藝，兩家公司在整個2019年也都加快了這些工藝的生產，現在正在大量生產中。進入今年，三星和臺積電都在加快具有12至14個EUV層的5nm晶圓代工邏輯工藝的進度，而英特爾正在研究明年有望基于EUV的7nm工藝。英特爾的7納米制程密度應與三星和臺積電的5納米制程相當。

三星還于2019年末推出了其1z DRAM工藝，該工藝最初是光學的，但隨后過渡到單個EUV層。2020年3月下旬，三星宣布已出貨100萬個基于EUV的DRAM模塊。三星的下一代DRAM工藝，即所謂的1c代DRAM有望具有4個EUV層。

顯然，EUV已被公認為是領先邏輯和DRAM生產關鍵層的最佳解決方案。

而在今年的SPIE高級光刻會議，ASML的Mike Lercel展示了公司EUV的四個方面：

1、當前的生產是使用0.33NA系統完成的，ASML給出了這些系統的當前狀態和路線圖。2、EUV源是系統的關鍵組成部分，并描述了新的改進源的詳細信息。3、生產0.5NA系統以提高分辨率和生產率的工作狀況。4、ASML收購了HMI，并將繼續開發其多光束– Ebeam晶圓檢測技術。

0.33NA系統

關于這方面，ASML的總結如下圖所示：

截至2019年底，ASML已交付了53套系統，并且在該領域已曝光超過1000萬片晶圓。圖2展示了按季度分列的發貨系統和曝光的晶圓。

圖2

圖2的一個特別令人印象深刻的方面是背景照片，該照片顯示了在未公開客戶現場安裝的成排的EUV系統。該領域的當前系統是NXE：3400B，該系統現在已經證明一周平均每天> 1,900 wpd，最好的一天超過2,700 wpd。圖3說明，平均可用性現在已達到85%，而系統的前10%則為90%。90%一直是3400B系統的目標，ASML繼續努力將3400B系統的可用性提高到90%左右。

圖3

ASML現在已經開始交付下一代系統NXE：3400C。NXE：3400C具有改進的光學性能和機械吞吐量，與3500B相比，新機器在在20mJ/cm 下可獲得每小時160片晶圓(wph)的效率，在30mJ/cm2下則能獲得135 wph的效率，那就意味著吞吐量提高了約20%。

在3400B，設備的指定為20mJ/cm 用于生產量，而30mJ/cm 則是因為需要隨著特征尺寸的縮小而增加。作者注意到，我相信即使對于7nm晶圓代工邏輯，目前的數字仍高于30mJ/cm 。

3600C對系統進行了幾處改進，以提高可用性。據相關數字透露，他們的目標是將其可用性提高到95%，這將與DUV系統所達到的可用性相同。這些改進將在源代碼的論文中進一步討論。

ASML預計在2021年中期以30mJ/cm 交付具有160 wph吞吐量的NXE：3600D，并且更長期地計劃推出以30mJ/cm 達到220wph的系統。吞吐量不斷提高的關鍵是更高的光源功率(請參見EUV光源部分)和更快的機械處理。在不斷提高dose準確性，覆蓋(overlay)，CD均勻性(uniformity )和聚焦均勻性(uniformity )的同時，實現了這些吞吐率的提高。

EUV光源3400B系統上最大的可用性損失原因是液滴產生器和收集器反射鏡，見圖5。

圖5

3400C系統通過自動重新裝錫發生器，快速更換墨滴噴嘴(droplet nozzle)和方便檢修門以快速更換收集器鏡(mirror swaps)來解決這些問題。

聚光鏡的壽命也在不斷提高，而功率也在增加。

這些改進的最終結果是在現場將3400C系統的正常運行時間目標定為95%。為了實現吞吐量的不斷提高，ASML將繼續提高電源功率。圖8說明了電源功率的趨勢。請注意，從研究到大批量生產的時間大約為2年，因此我們可能會在2022年左右看到500瓦的電源(目前的電源大約為250瓦)。

0.5NA系統曝光系統的分辨率與NA成反比。隨著關鍵尺寸的縮小，0.33NA EUV系統將需要multi-patterning才能印刷出最小的特征。高NA系統的目標是使0.33NA系統的覆蓋率和生產率匹配，同時使單程光刻技術擴展到更小的特征。0.5NA系統的光學系統是變形(anamorphic)的，即在一個方向上的放大倍數為4x，在正交方向上的放大倍數為8y。這導致場大小是具有相同標線片大小的4x/4y系統的場大小的1/2。為了實現高生產率目標，掩模臺的加速度是0.33NA系統的4倍，晶圓臺的加速度是0.33NA系統的2倍。

快速階段中傳輸的改進導致在相同吞吐量下，0.55NA系統比0.33NA系統的吞吐量有所提高。這里應該注意，為0.55NA系統開發的一些高速sateg技術正在0.33NA系統上實現，以進一步提高這些系統的吞吐量。

目前，ASML正在實現晶圓和掩模臺加速并最終確定架構。這與0.33NA系統的主要區別在于新的光學系統和更快的stage，盡管更快的stage技術再次用于0.33NA系統。0.55NA系統還需要更好的對準和水平度。ASML當前正在測試特定配置，以確定高加速度下的顆粒生成，并開始收集一些第一批傳感器數據。ASML還在世界各地的各種設施中構建0.55NA系統的基礎架構。

1、康涅狄格州的ASML Wilton負責標線階段。

2、系統將在荷蘭Veldhoven的ASML總部組裝。

3、德國Oberkochen的Ziess負責光學制造。

4、光源是加利福尼亞圣地亞哥的ASML負責。

目前公司有4個系統在訂購中，預計將在2022/2023年的時間范圍內可用。

多光束EBeam

ASML收購了HMI，并繼續追求HMI多光束EBeam曝光技術。電子束檢查具有很高的分辨率，但檢查0.1%的芯片大約需要2個小時，非常緩慢。

多光束方法利用3x3陣列中的9個光束同時掃描。圖11說明了基本工具概念。

現在，ASML已證明光束之間的串擾小于2%，并且他們正在利用DUV曝光工具中的stage技術來提高多光束系統的通量。他們的目標是將吞吐量提高5-6倍，并且長期使用25光束系統。毫無疑問，EUV現在是用于領先工藝的關鍵光刻的首選解決方案。ASML繼續展示當前的0.33NA生成系統和下一代0.55NA系統的開發進展。