英特尔宣布，其已安装阿斯麦（ASML）的Twinscan EXE:5200B光刻机。这是业界首台专为商业化芯片生产制造、配备0.55数值孔径投影光学系统的高数值孔径（High-NA）光刻设备。该设备已通过验收测试，将被用于开发英特尔的14A制程工艺。该工艺节点将成为全球首个在最关键层依赖高数值孔径极紫外光刻扫描仪的制程。这一成就标志着高数值孔径极紫外光刻技术正从早期试验阶段迈向大规模生产。
阿斯麦的Twinscan EXE:5200B基于第一代EXE:5000平台构建，英特尔已于2023年在其俄勒冈州研发工厂接收了该平台。新设备能以8纳米分辨率“印制”芯片，其微缩能力超越了目前低数值孔径极紫外光刻工具（在不使用多重曝光技术时分辨率为13纳米）所能达到的极限。与EXE:5000不同，EXE:5200B能够在50毫焦/平方厘米的曝光剂量下每小时处理175片晶圆（此前在20毫焦/平方厘米剂量下为每小时185片），并实现了0.7纳米的对准精度——这是一个至关重要的参数，因为芯片特征尺寸正在持续缩小。
为了提升性能，该扫描仪集成了更高功率的极紫外光源，从而能够在50毫焦/平方厘米的剂量下实现更快的晶圆曝光。这反过来又支持了具有强图像对比度的可行光刻胶/工艺窗口，同时最大限度地减少了线边缘粗糙度和线宽粗糙度，这两者在现代生产节点中往往颇具挑战性。
阿斯麦和英特尔的工作并未局限于光学系统和光源。他们还重新设计了晶圆存储系统，该系统负责晶圆的存储、排队以及进出扫描仪的搬运。对于下一代设备而言，该系统的这一组件对生产率和图形化精度都有直接影响。
更新后的存储系统设计改善了批次流和晶圆处理，以确保晶圆以更可预测的状态到达曝光阶段。同时，它提供了更严格的热控制，在曝光前后将晶圆和载具保持在稳定的温度下，这是一个重要因素，因为即使微小的温度变化也可能导致晶圆膨胀或收缩，从而引起对准误差，进而导致缺陷增加和良率下降。
此外，通过减少热变化和机械变化，新架构有助于最大限度地减少长时间运行中的漂移，从而使扫描仪能够保持稳定的性能，并减少频繁重新校准的必要性。这种稳定性对于多重曝光图形化技术将尤为重要，该技术在未来的亚1纳米工艺技术中必将得到应用。
EXE:5200B的一个难以被高估的参数是其0.7纳米的对准性能，这是通过载物台控制、传感器校准和环境隔离方面的进步实现的。对准性能对于下一代工艺技术至关重要，因为即使微小的对准误差也可能转化为良率损失。
值得注意的是，阿斯麦的Twinscan EXE:5200B不仅仅是英特尔晶圆厂中的又一台极紫外光刻扫描仪，更是一个有望助力英特尔重夺半导体行业领导地位的基础。
为了使用这款新的光刻设备，英特尔正在并行开展掩模、蚀刻工艺、分辨率增强技术和计量学方面的工作，这些都必须协同优化，以从高数值孔径极紫外图形化技术中获取最大价值。
英特尔表示，其高数值孔径工具将能够实现更灵活的设计规则，减少图形化步骤，降低掩模数量，缩短周期时间，并由于在14A及更先进工艺技术中无需多重曝光，从而提高良率。同时，随着英特尔学会如何使用高数值孔径极紫外工具并获得宝贵的大规模生产经验，它将能够在亚1纳米时代需要时引入高数值孔径极紫外多重曝光技术，而不会对良率产生重大影响。
