高数值孔径EUV工具成本近4亿美元 却可在复杂层上实现大幅节省

【蜂耘网 电子电工】高数值孔径 EUV 光刻技术的价格高达3.8 亿美元，但在适当的情况下，它实际上可以降低总体生产成本。在 2025 年 2 月的 SPIE 先进光刻和图案化会议上，位于费尔德霍芬的 IBM 研究人员透露，一次高数值孔径曝光的成本约为标准低数值孔径曝光的 2.5 倍。这个价格看似很高，但当高数值孔径技术取代复杂的多重图案化工艺时，它的真正优势就显现出来了。

SemiAnalysis去年曾预测，高数值孔径技术要到 2030 年左右才会具有成本效益，主要是因为更高的剂量要求会降低最棘手层的吞吐量。然而，在审查了 IBM 的新数据后，该公司调整了其预期。他们的模型证实，在双掩模序列中坚持使用低数值孔径双重图案化仍然是最便宜的途径。

另一方面，一旦需要三个或更多低数值孔径掩模，切换到单次高数值孔径曝光便会开始获得回报。事实上，对于四掩模自对准光刻蚀刻流程，与低掩模多重曝光相比，高掩模数值孔径 (High-NA) 可将晶圆总成本降低约 1.7 至 2.1 倍。晶圆厂对此感兴趣的一个主要原因是，更少的曝光次数意味着更简单的工艺流程。这可以缩短周期时间，并降低套刻错误的可能性。

然而，SemiAnalysis 警告称，更简单的流程并不一定意味着在所有情况下都降低成本。以英特尔 14A 为例，结果表明，只有 14A 节点上的几个关键金属层达到了最佳平衡点，通过放弃多个掩模，可以抵消高掩模数值孔径 (High-NA) 更高的单次曝光成本。

英特尔是迄今为止唯一一家宣布量产高掩模数值孔径计划的大型晶圆代工厂，重点关注关键的A14层。与此同时，ASML正在研发更大的6×12英寸光罩，以提高产量并降低拼接成本。为了规划下一代节点，芯片制造商必须权衡曝光次数、设备速度以及光罩和光刻胶技术的进步，才能决定高掩模数值孔径是否值得投资。

目前，英特尔已在14A节点的试运行中处理了3万片晶圆，所有晶圆均采用ASML的Twinscan EXE:5000高光刻胶设备制造。当14A节点实现量产时，我们将获得关于高光刻胶在HVM环境中可行性的最终信息。

（蜂耘电工电工网 责任编辑：似也）