ASML高数值孔径极紫外光刻机迈入大规模量产:英特尔18A工艺率先导入

ASML高数值孔径极紫外光刻机迈入大规模量产:英特尔18A工艺率先导入

  • 2026-09-02
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关键词: ASML High NA EUV EXE:5200B 先进光刻

2026年9月1日,在台北国际半导体展(SEMICON Taiwan 2026)先进制程科技论坛上,荷兰光刻设备巨头ASML高级副总裁兼高数值孔径极紫外光刻系统产品管理主管Greet Storms发表主题演讲,系统阐述了High NA EUV从研发验证迈向大规模量产的最新进展。

Storms在演讲中指出,截至2026年7月中旬,全球High NA EUV系统累计曝光晶圆数已突破135万片。这一数字涵盖客户验证、制程开发及量产学习所积累的曝光量,意味着客户操作次数的增加正在加速设备问题识别、制程参数调整及机队学习循环,从而缩短High NA EUV进入大规模量产的时间。

目前全球已有4家客户完成装机,共计10台High NA EUV投入运作并符合完整规格,另有3台系统正在出货及装机中。据行业分析,这4家客户分布于韩国、美国、欧洲及中国台湾地区,涵盖英特尔、三星、SK海力士与台积电等主要晶圆制造商,欧洲方面则可能包括比利时微电子研究中心(imec)用于研发试验。

在生产能力方面,获得认证的EXE:5200B系统已在验收测试中达到每小时135片晶圆的吞吐量,较上一代EXE:5000的每小时100片提升35%。Storms表示,这是研发团队历经多年开发、尤其近几个月持续改善后的重要成果,证明High NA EUV已具备支撑大规模量产的生产力。

(ASML TWINSCAN EXE: 5000)

不过,设备能否稳定运行比单纯的曝光速度更为关键。Storms透露,截至2026年7月,全球High NA EUV机队可用率已提升至84%,ASML预期2026年第四季度达到90%,中长期目标为93%。后续改善工作将聚焦降低计划性停机时间、处理超长时间停机事件,并将既有0.33数值孔径NXE平台累积的诊断与维护经验导入EXE系列,避免相同问题重复发生。她强调:"到今年底能让设备可用率进入稳定水平,满足客户转入大规模量产时的需求。"

High NA EUV的成像与套刻精度同样达到量产标准。设备测试显示,14纳米接触孔的晶圆内关键尺寸均匀度达0.4纳米,对焦均匀度为4.3纳米;双掩模版测试下的设备间套刻精度约为0.6纳米及0.5纳米。Storms指出,EXE:5200B与NXE:3800E相比,设备间套刻精度已具可比性,部分表现甚至更好,多数High NA系统已接近0.6纳米。

ASML还追踪全球6套系统的长期数据,结果显示套刻及对焦表现均能稳定维持于规格范围内。Storms强调,设备在初始测试达标并不足以保证能够量产,套刻、对焦及成像表现还必须长期保持稳定,才能符合晶圆厂连续生产的要求。

英特尔18A工艺率先导入

High NA EUV首次实际应用于大规模量产逻辑产品的里程碑由英特尔达成。ASML在2026年7月15日确认,英特尔代工部门已在Intel 18A工艺节点上,利用High NA EUV技术量产部分代号Panther Lake的Core Ultra Series 3处理器。英特尔位于美国俄勒冈州希尔斯伯勒的18A生产线已完成High NA EUV双重认证,产品良率达到现有NXE平台同等水平。

(英特尔Core Ultra Series 3处理器)

这意味着High NA EUV不再只是2030年代先进节点的技术储备,而是先从部分产品及有限制程层切入实际生产。通过第一批量产产品积累经验后,晶圆厂才能进一步掌握曝光稳定度、光刻胶表现、良率、设备维护及单片晶圆成本。ASML首席执行官Christophe Fouquet在财报电话会上表示:"英特尔现在基本上正在其最先进的产品上使用High NA进行生产。这意味着你今天从英特尔购买的部分产品是用High NA设备制造的。这当然是一个非常重要的里程碑,证明了设备的成熟度。"

三阶段导入路径

针对High NA EUV如何扩大导入,Storms提出三阶段路径。第一阶段是把部分既有0.33数值孔径极紫外光刻制程层转移至0.55数值孔径,以分担目前市场对极紫外光刻产能的需求,同时让客户在既有制程中积累High NA量产经验。

第二阶段则是在下一代节点中,把原本需要0.33数值孔径多重曝光的制程层,转由0.55数值孔径进行单图案化,制程步骤减少后,可望改善成本、缺陷率、良率及生产周期。

第三阶段是针对0.55数值孔径的成像能力重新设计芯片结构,不再只是把既有制程转移至新设备,而是透过High NA的二维成像能力,提高芯片密度、简化互连结构并改善元件效能。

生产力升级路线图

ASML还公布了EXE平台的生产力升级路线图。EXE:5200B的AB模式产能为每小时135片,后续EXE:5200C预计提高至每小时160片、EXE:5200D提高至每小时175片,EXE:5400E则在本十年末达到每小时180片;AA模式届时可达每小时210片以上。产能提升将来自多项改善,包括把极紫外光源功率由EXE:5200B的600瓦提高至EXE:5400E的1000瓦,加快晶圆及掩模版搬运速度、缩短量测时间,并降低设备运作中的非必要损耗。

更长远来看,ASML还规划高生产力版本的EXE:5600,生产力目标为每小时250片以上,但目前尚未公布明确量产时程。Storms强调,ASML已建立健全的0.55数值孔径极紫外光刻技术路线图,预计可提供超过10年的稳定平台系统架构。这套融合高分辨率、单图案化、高生产力与设计灵活性的光刻平台,将持续成为半导体先进制造长期微缩的核心支撑。


来源:电子工程专辑