Le scanner EUV High-NA d’ASML ne déçoit pas et enchaîne les records |
————— 29 Mai 2024 à 15h53 —— 20011 vues
À l’occasion de l’ITF World 2024 de l’imec (à ne pas confondre avec l'ITF 2024 Women's World Tennis Tour), ASML a livré plein de détails sur ses nouveaux scanners High-NA. Une machine très onéreuse, à la pointe de la technologie – conçue pour le 2 nm et en deçà. Concrètement, le scanner a répondu à ses spécifications et établi un nouveau record de densité de fabrication à 8 nm.
Drôle d'endroit pour tailler le bout de gras © ASML
High-NA, la nouvelle génération de scanners EUV
Avant tout, un petit rappel de quelques notions importantes à connaître. Ces scanners sont caractérisés par leur CD (critical dimension). Celle-ci dépend de deux facteurs : la longueur d’onde de la lumière et l’ouverture numérique (NA).
La famille des scanners NXE, soit celle des EUV Twinscan NXE:3000, implique une longueur d'onde de 13,5 nm et une NA de 0,33. La CD de ces systèmes est de 13 nm.
La nouvelle génération de scanners, EXE ou High-NA, celle des Twinscan NXE:5000, passe à une NA de 0,55, pour une CD de 8 nm.
Ces systèmes EUV High-NA EXE:5200 sont toujours en phase de finalisation. En avril dernier, ASML a annoncé qu’elle était parvenue au 10 nm avec sa machine High-NA située dans son laboratoire commun avec l'imec au siège d'ASML à Veldhoven, aux Pays-Bas. L’entreprise écrivait alors que le prochaine étape consistait à obtenir ce résultat sur le terrain et à pousser le système à son plein potentiel. Pour le deuxième point, c’est donc chose faite avec l’impression 8 nm.
Our High NA EUV system in Veldhoven printed the first-ever 10 nanometer dense lines. ✨ Imaging was done after optics, sensors and stages completed coarse calibration.
— ASML (@ASMLcompany) April 17, 2024
Next up: bringing the system to full performance. And achieving the same results in the field. ⚙️ pic.twitter.com/zcA5V0ScUf
Paul Alcorn de Tom’s Hardware US, présent à l’évènement, rapporte des propos tenus par Martin van den Brink, ancien président et directeur technique d'ASML et désormais conseiller :
« Aujourd'hui, nous avons progressé au point de pouvoir montrer une imagerie record jusqu'à 8 nm corrigée sur l'ensemble du champ, tout en ayant un certain niveau de superposition. Il ne s'agit pas de données parfaites, d'ailleurs, mais c'est juste pour vous montrer les progrès réalisés. Nous sommes convaincus qu’en notre état d’avancement actuel avec le High-NA, nous serons en mesure de franchir la ligne d'arrivée dans les temps ».
Comme explicité sur la diapositive ci-dessus, ce résultat est le fruit de plus d’une décennie de recherche et de milliards de dollars investis.
High-NA 8 nm © Tom's Hardware US
Pour le moment, la production de masse par le biais de tels scanners n’est bien sûr pas encore à l’ordre du jour. ASML poursuit ses tests aux Pays-Bas. Intel est la première – et officiellement, unique – entreprise à avoir un tel système entièrement installé (dans son usine située en Oregon). La société l’utilise à des fins de R&D et prévoit de lancer la production dessus à partir du 14A.
Quant au fondeur leader, TSMC, qui a récemment donné le programme jusqu’au 1,6 nm, il ne prévoit pas d’avoir recours à des scanners High-NA jusqu’à cette échéance. C’est le sens de déclarations de Kevin Zhang, rapportées par Reuters le mois dernier. Le vice-président senior du développement commercial de TSMC expliquait que l’A16 ne nécessitait pas « les outils de lithographie EUV de la prochaine génération », autrement dit les scanners High-NA ; tout en soulignant qu’à partir du A14 et au-delà, il faudrait bien de nouveaux scanners.
Cela signifie que TSMC a trouvé des moyens d'utiliser de manière rentable le double patterning et le pattern shaping EUV pour augmenter la dimension critique réalisable d'un système lithographique Low-NA moderne au-delà de 13 nm.
Comment ? Grâce aux travaux de l'équipe de R&D qui est parvenue « à améliorer la dimension critique, la fidélité du motif, la stabilité de la superposition, la durabilité de l'exposition et l'atténuation des défauts des motifs curvilignes par la modification de la photorésine EUV et du matériau du blank, l'amélioration de la résolution du scripteur à faisceaux multiples, l'optimisation de la procédure de masque et l'inspection avancée de l'apprentissage profond ».
La suite : Hyper-NA
Par ailleurs, et pour en revenir à ASML, Van der Brink a esquissé les contours d’une future génération EUV estampillée Hyper-NA. Celle-ci conserverait la longueur d’onde lumineuse des systèmes actuels, mais élargirait l’ouverture numérique à 0,75. La finalité sera bien entendu de permettre l’impression de caractéristiques encore plus fines : des transistors 2DFET via une exposition unique, selon la feuille de route ci-dessous.
Prêts à vous projeter jusqu'en 2039 ? © TH.US
Précisons en effet que comme stipulé par TSMC, l’une des techniques pour améliorer la définition sans changer de scanners est le multi-patterning, c’est-à-dire l’exposition répétée de la même zone. Néanmoins, cette méthode a deux inconvénients par rapport à l’exposition unique : elle ajoute de étapes au processus de fabrication et donc augmente le temps de production ; et forcément, l’accumulation d’étapes accroît le risque de défauts – donc en bout de chaîne, le coût global de fabrication.
Quoi qu'il en soit, pour l’Hyper-NA, une telle machine ne verrait pas le jour avant 2033. Quand à son prix, nous vous laissons l’envisager, sachant qu’un scanner High-NA frôle déjà les 400 millions de dollars.
