ASML，不僅僅是光刻機(jī)巨頭
ASML，不僅僅是光刻機(jī)巨頭
在談到ASML時(shí)，大家的第一印象是這是一家領(lǐng)先的光刻機(jī)供應(yīng)商。
誠(chéng)然，在媒體過(guò)去多年的科普下，大家對(duì)這家荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備制造商有了廣泛的了解。光刻機(jī)對(duì)信息時(shí)代發(fā)展起到的舉足輕重的作用，也讓大家更聚焦于ASML的光刻巨頭地位。
但其實(shí)ASML不只有光刻機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)芯片的高精度和高良率生產(chǎn)，除了光刻機(jī)臺(tái)之外，計(jì)算光刻和量測(cè)也非常重要，這也正是ASML長(zhǎng)久以來(lái)的專注。正是這個(gè)“鐵三角”組合的全方位光刻解決方案，讓光刻巨頭擁有了直面芯片制造未來(lái)需求的底氣。
廣為人知的光刻機(jī)
首先，我們來(lái)談一下ASML最廣為人知的光刻機(jī)。要了解光刻機(jī)的重要性，就先要明白芯片制造的流程。
據(jù)相關(guān)資料顯示，一顆芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)可能需要幾個(gè)月的時(shí)間，涉及的工序也多達(dá)幾百個(gè)。在這個(gè)過(guò)程中，光刻機(jī)的作用就是在晶圓上“刻”出不同的圖案。這些縱向連接的圖案層數(shù)最高甚至超過(guò)一百層，這就讓參與“刻”的光刻機(jī)的精度變得無(wú)比重要。
為了在晶圓上刻下線寬越來(lái)越小的電路，ASML在過(guò)去幾十年的發(fā)展里一直在挑戰(zhàn)瑞利判據(jù)的極限——降低入射光源的波長(zhǎng)，提高數(shù)值孔徑。這也推動(dòng)他們從g-line光刻機(jī)走到了DUV光刻機(jī)，再到現(xiàn)在的EUV光刻機(jī)時(shí)代。
在這個(gè)過(guò)程中，ASML與合作伙伴攜手，屢屢突破常規(guī)，例如浸潤(rùn)式光刻機(jī)的橫空出世、雙晶圓工作平臺(tái)操作系統(tǒng)TWINSCAN的推陳出新。他們?cè)诠饪虣C(jī)臺(tái)上的諸多創(chuàng)新，都是為了能夠“刻”出更細(xì)線寬的芯片，同時(shí)還為了保證其產(chǎn)能，以降低芯片的制造成本。
值得一提的是，其中DUV（深紫外線）系統(tǒng)是業(yè)界的“主力軍”，能提供浸潤(rùn)式光刻和干式光刻解決方案，幫助制造不同半導(dǎo)體節(jié)點(diǎn)和技術(shù)的芯片。同時(shí)，ASML也正在通過(guò)與中國(guó)客戶合作，不斷擴(kuò)大該設(shè)備的制造能力。
良率“守護(hù)神”：計(jì)算光刻
對(duì)于芯片設(shè)備供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，能夠制造出芯片是重要的一步，但如何能更快、更好地制造出芯片，是決定一個(gè)設(shè)備能否被產(chǎn)業(yè)認(rèn)可的關(guān)鍵，這也是ASML一直所追逐的目標(biāo)。不僅如此，這也是其在專注光刻機(jī)臺(tái)的同時(shí)，還在同步推動(dòng)計(jì)算光刻和量測(cè)技術(shù)的原因。
所謂計(jì)算光刻，也屬于EDA的一部分，具體而言就是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬、仿真光刻中的光學(xué)和化學(xué)過(guò)程，預(yù)測(cè)晶圓上的曝光圖形，在半導(dǎo)體制程的開發(fā)階段提供光源優(yōu)化、掩模版圖形修正、缺陷的預(yù)判和修正方案分析，通過(guò)增大芯片制造工藝窗口從而提高產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率。
當(dāng)芯片的關(guān)鍵尺寸小于光源波長(zhǎng)的時(shí)候，需要復(fù)雜的掩模版，沒(méi)有計(jì)算光刻很難實(shí)現(xiàn)這樣復(fù)雜的掩模版設(shè)計(jì)。可以說(shuō)，沒(méi)有計(jì)算光刻就沒(méi)有最先進(jìn)的芯片制造。ASML在計(jì)算光刻方面聚焦于開發(fā)能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)芯片圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程的計(jì)算光刻模型以及基于模型提供最優(yōu)的光源優(yōu)化和掩模版圖形修正解決方案。據(jù)了解，當(dāng)今的先進(jìn)芯片有數(shù)十億甚至數(shù)百億的晶體管，所以由此產(chǎn)生的仿真模型的計(jì)算量很快就會(huì)已經(jīng)變得非常龐大。但得益于ASML在過(guò)去積累的豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，再疊加公司在機(jī)器學(xué)習(xí)工具方面的投入，ASML的計(jì)算光刻軟件在面對(duì)眾多問(wèn)題時(shí)都能巧妙地找到解決方案。
值得一提的是，ASML在國(guó)內(nèi)建設(shè)了一支實(shí)力過(guò)硬的計(jì)算光刻軟件團(tuán)隊(duì)，公司還在持續(xù)加大該業(yè)務(wù)在中國(guó)的投入——新建武漢研發(fā)中心以及擴(kuò)建接近20年歷史的深圳研發(fā)中心，以研發(fā)適合中國(guó)市場(chǎng)的新版計(jì)算光刻產(chǎn)品。此舉旨在實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率，為中國(guó)客戶提供更好的服務(wù)，助力中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展。
芯片“品控師”：計(jì)量與檢測(cè)
和計(jì)算光刻一樣，計(jì)量與檢測(cè)也是ASML為保證芯片良率而做的投入之一。
熟悉現(xiàn)代芯片制造流程的讀者應(yīng)該知道，芯片制造商在使用光刻機(jī)生產(chǎn)芯片的時(shí)候，會(huì)首先讓電路圖像在晶圓上成像，然后借助先進(jìn)的量測(cè)系統(tǒng)和軟件來(lái)檢驗(yàn)這些圖案，以提高芯片生產(chǎn)的精度與良率，同時(shí)幫助客戶為后續(xù)的制程開發(fā)做好準(zhǔn)備。
作為全球最大的光刻機(jī)供應(yīng)商，ASML在提供這類型的產(chǎn)品上也有先天的優(yōu)勢(shì)。他們的系統(tǒng)正是在這個(gè)背景下誕生的。
ASML主要通過(guò)兩種方式檢驗(yàn)光刻成像的質(zhì)量：基于衍射的光學(xué)量測(cè)和電子束量測(cè)。其中，光學(xué)量測(cè)是基于從晶圓的反射光線的衍射效應(yīng)，而電子束量測(cè)則通過(guò)觀察電子與晶圓接觸時(shí)的散射情況實(shí)現(xiàn)。
他們?cè)谶@兩個(gè)方面都有布局。
ASML的YieldStar光學(xué)量測(cè)解決方案是重要的在線晶圓量測(cè)工具，能夠快速、準(zhǔn)確地量測(cè)晶圓上的圖形質(zhì)量。
此外，ASML電子束量測(cè)產(chǎn)品則可通過(guò)電子束量測(cè)和大規(guī)模量測(cè)幫助客戶確定技術(shù)路線圖，包括廣受應(yīng)用的單束檢測(cè)系統(tǒng)，可幫助客戶在數(shù)百萬(wàn)印制圖形中定位和分析某個(gè)芯片缺陷；高分辨率電子束量測(cè)系統(tǒng)eP5可提供1納米分辨率和大視場(chǎng)，大量量測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景下速度是現(xiàn)有技術(shù)的10倍以上；以及Multibeam多電子束系統(tǒng)綜合利用ASML光刻機(jī)臺(tái)、ASML計(jì)算光刻和ASML電子束量測(cè)的核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電子束分辨率以及量產(chǎn)檢測(cè)所需的吞吐率。
由此可見，ASML并不僅僅是一家光刻機(jī)供應(yīng)商，而是一個(gè)擁有“鐵三角”全方位光刻解決方案的供應(yīng)商，能幫助芯片制造商推動(dòng)芯片微縮、提高良率和產(chǎn)能。
為了幫助大家了解“鐵三角”的原理和“光”在芯片制造里面的意義，ASML特意打造了“追光訓(xùn)練營(yíng)”，在向大家展現(xiàn)全方位光刻解決方案實(shí)力的同時(shí)，讓大家可以深入體驗(yàn)，共同感受“光”的魔力。
轉(zhuǎn)載微信公眾號(hào)：半導(dǎo)體行業(yè)觀察
聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)發(fā)僅為更大范圍傳播，若有異議請(qǐng)聯(lián)系我們修改或刪除：zhangkai@cgbtek.com
COPYRIGHT北京華林嘉業(yè)科技有限公司 版權(quán)所有 京ICP備09080401號(hào)
