ASML Anuncia Novo Recorde de Densidade de Fabricação de Chips com Máquina High-NA
ASML anunciou na conferência ITF World 2024 do imec que estabeleceu um novo recorde de densidade de fabricação de chips com sua primeira máquina High-NA, superando um recorde que havia sido estabelecido apenas dois meses atrás. O ex-presidente e CTO da ASML, Martin van den Brink, que agora atua em um papel consultivo na empresa, também sugeriu que a empresa poderia desenvolver uma ferramenta de fabricação de chips Hyper-NA para permitir uma escalabilidade além de sua máquina High-NA e compartilhou possíveis roteiros. Ele também delineou um plano para reduzir os custos de fabricação de chips EUV, aumentando radicalmente a velocidade das futuras ferramentas da ASML para 400 a 500 wafers por hora (wph), mais que o dobro do pico atual de 200 wph. Ele também propôs um design modular unificado para as futuras famílias de ferramentas EUV da ASML.
Van der Brink disse que, após mais ajustes, a ASML conseguiu imprimir linhas densas de 8nm com sua máquina High-NA EUV, um recorde de densidade para uma máquina projetada para ambientes de produção. Isso supera o recorde anterior da empresa estabelecido no início de abril, quando anunciou que havia impresso linhas densas de 10nm com sua máquina High-NA localizada em seu laboratório conjunto com o imec na sede da ASML em Veldhoven, Holanda.
Para perspectiva, as máquinas EUV Low-NA padrão da ASML podem imprimir dimensões críticas (CD—o menor recurso que pode ser impresso) de 13.5nm, e a nova ferramenta High-NA EXE:5200 EUV é projetada para criar transistores ainda menores, imprimindo recursos de 8nm. Assim, a ASML demonstrou que sua máquina pode atender às suas especificações básicas.
“Hoje, fizemos progressos ao ponto de sermos capazes de mostrar imagens recordes até 8nm sendo corrigidas em todo o campo, mas também tendo algum nível de sobreposição,” disse Van der Brink. “Esses dados não são perfeitos, a propósito, mas são apenas para mostrar o progresso. Estamos confiantes hoje de que, onde estamos com o High-NA, seremos capazes de cruzar a linha de chegada no tempo que vem.”
O marco representa o culminar de mais de 10 anos de P&D e bilhões de euros de investimento, mas ainda há mais trabalho a ser feito para otimizar o sistema e preparar a tecnologia para produção em massa em grandes fabricantes de chips. Esse trabalho já está em andamento na Holanda, enquanto a Intel, o único fabricante de chips que se sabe ter um sistema High-NA já totalmente montado, está seguindo de perto os passos da ASML ao colocar sua própria máquina em operação em sua fábrica D1X em Oregon. A Intel usará sua máquina EXE:5200 High-NA para fins de P&D inicialmente, e depois a colocará em produção para seu nó 14A.
Van der Brink também propôs uma nova máquina Hyper-NA EUV, mas nenhuma decisão final sobre a máquina foi tomada — parece que a ASML está avaliando o interesse da indústria, mas só o tempo dirá se isso se concretizará.
A máquina EUV padrão de hoje usa luz com um comprimento de onda de 13.5nm e uma abertura numérica (NA—uma medida da capacidade de coletar e focar luz) de 0.33. Em contraste, as novas máquinas High-NA usam o mesmo comprimento de onda de luz, mas empregam uma NA de 0.55 para permitir a impressão de recursos menores. O sistema Hyper-NA proposto por Van der Brink usaria novamente o mesmo comprimento de onda de luz, mas ampliaria a NA para 0.75 para permitir a impressão de recursos ainda menores. Não temos certeza da dimensão crítica proposta, mas o cronograma de transistores da ASML mostra que está interceptando em pitches de metal de 16nm (nós A3) e se estendendo até 10nm (sub-nós A2).
De acordo com o roadmap, o Hyper-NA poderia ser viável para transistores 2DFET de exposição única, mas não está claro se o uso do High-NA com multi-padrões também poderia criar pitches tão finos.
Como você pode ver na primeira imagem acima, essa máquina não chegaria até ~2033. As máquinas High-NA de hoje já custam cerca de $400 milhões. O Hyper-NA seria uma opção mais cara devido à necessidade de espelhos maiores e mais avançados e um sistema de iluminação aprimorado.
O objetivo do Hyper-NA, como seus predecessores, é permitir a impressão de recursos menores com uma única exposição para evitar técnicas de multi-padrões (múltiplas exposições da mesma região) que tendem a adicionar tempo e etapas ao processo de fabricação de chips, aumentando também a chance de defeitos, tudo isso conspirando para aumentar os custos. Van Der Brink disse que o trabalho contínuo no desenvolvimento de resistores e máscaras avançadas seria fundamental para melhorar a resolução dos recursos impressos. O Hyper-NA também usaria um sistema de iluminação aprimorado para obter resultados ótimos. A ASML não elaborou, mas é lógico pensar que o iluminador aprimorado se emparelharia com uma fonte de luz de maior potência para ajudar a aumentar a dose para compensar os ângulos de espelho mais altos usados para 0.75 NA e melhorar a taxa de produção.
Van der Brink também propôs aumentar a produção das futuras máquinas da empresa de ~200 wph hoje para 400 a 500 wph no futuro. Este é outro fator que a ASML pode usar para conter custos, combatendo assim a tendência de aumento do preço por transistor a cada nova geração de chips.
Para acelerar o desenvolvimento e reduzir custos, a ASML já usa suas máquinas EUV Low-NA Twinscan NXE:3600 existentes como um bloco de construção para sua nova máquina High-NA. Os modelos Low-NA da ASML têm um design modular que permite à empresa aproveitar tecnologias e módulos comprovados para suas novas ferramentas, e a empresa só adiciona novos módulos onde necessário.
No entanto, há espaço para muito mais otimização. Van der Brink vê a empresa dobrando a filosofia de design modular à medida que cria novas ferramentas na próxima década. O roadmap de longo prazo proposto mostra Low-NA, High-NA e Hyper-NA tendo uma plataforma modular cada vez mais comum com componentes compartilhados. Este design é mais um fator que a ASML poderia usar para conter custos.
A indústria de chips parece ter uma pista sólida para o desenvolvimento futuro através de transistores Gate-All-Around (GAA) e transistores de efeito de campo complementares (CFETs) construídos com ferramentas Low-NA e High-NA, mas, além do Hyper-NA, nenhum candidato real surgiu para potencialmente permitir futuras gerações de tecnologias de nós de processo. Como sempre, o custo será o fator chave, mas a ASML obviamente já está pensando em maneiras de tornar a equação de preços do Hyper-NA mais atraente para seus clientes.
Fonte: Tom’s Hardware
