سیستم‌های نوری سنتی، مانند دوربین‌ها و تلسکوپ‌ها، عناصر نوری را به صورت محوری تراز می‌کنند که به دلیل طول موج بسیار کوتاه و نرخ جذب بالا، برای نور EUV مناسب نیست. در عوض، نور EUV با استفاده از آینه های هلالی شکل هدایت می شود، اما این باعث می شود نور از محور مرکزی منحرف شود و عملکرد نوری کاهش یابد.

برای رفع این مشکل، فناوری جدید دو آینه متقارن محوری را با دیافراگم‌های مرکزی کوچک در یک پیکربندی خطی ترتیب می‌دهد. نور EUV با هر بازتاب آینه حدود 40 درصد انرژی خود را از دست می دهد، بنابراین سیستم های سنتی به حدود 10 آینه نیاز دارند که تنها حدود 1 درصد از انرژی EUV به ویفر می رسد. با محدود کردن تعداد آینه ها به چهار، سیستم جدید اجازه می دهد تا بیش از 10 درصد انرژی به ویفر برسد و مصرف برق را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

پروژکتور هسته فناوری جدید EUV از دو آینه برای انتقال تصویر ماسک به ویفر، مشابه تلسکوپ، استفاده می کند. این تنظیم ساده، در مقایسه با شش آینه مورد نیاز در سیستم‌های سنتی، با بازنگری در نظریه تصحیح انحراف نوری به دست آمد و عملکرد آن توسط نرم‌افزار شبیه‌سازی نوری تایید شده است. این تیم همچنین یک روش نوری نوری «میدان دو خطی» جدید ایجاد کرد که به نور EUV اجازه می‌دهد بدون ایجاد اختلال در مسیر نوری، به روی ماسک مسطح هدایت شود.

مشاهده ارزش فنی

ماشین‌های فوتولیتوگرافی که به عنوان تراز کننده‌های ماسک، سیستم‌های نوردهی یا سیستم‌های لیتوگرافی نیز شناخته می‌شوند، برای تولید نیمه‌رسانا بسیار مهم هستند. آنها از فرآیندی مشابه توسعه عکس برای انتقال الگوهای پیچیده از ماسک ها به ویفرهای سیلیکونی استفاده می کنند. این ماشین ها در صنعت نیمه هادی ها ضروری هستند، زیرا فوتولیتوگرافی عرض خطوط نیمه هادی را تعیین می کند و بر عملکرد تراشه و مصرف انرژی تأثیر می گذارد. بالادست صنعت ماشین آلات فوتولیتوگرافی شامل اجزای اصلی و امکانات پشتیبانی است، در حالی که پایین دست بر تولید و بسته بندی نیمه هادی ها و مدارهای مجتمع متمرکز است.

یک استاد دانشگاه ژاپنی فناوری لیتوگرافی با اشعه ماوراء بنفش شدید (EUV) طراحی کرده است که از استانداردهای فعلی تولید نیمه هادی ها فراتر رفته و هزینه های تولید را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. این فناوری در بخش بالادستی زنجیره صنعت ماشین آلات فوتولیتوگرافی قرار دارد.

رصد کلان بازار

ماشین‌های فوتولیتوگرافی که به عنوان تراز کننده‌های ماسک، سیستم‌های نوردهی یا سیستم‌های لیتوگرافی نیز شناخته می‌شوند، برای تولید تراشه و توسعه مقاوم نوری پیشرفته بسیار مهم هستند. بر اساس اطلاعات شرکت Crystal Clear Materials در مورد تحقیق و توسعه مقاوم در برابر نور بالا، هزینه‌های تجهیزات و نصب 69 درصد از کل سرمایه‌گذاری را تشکیل می‌دهند و ماشین‌های فوتولیتوگرافی 44 درصد از این تجهیزات و هزینه نصب را تشکیل می‌دهند.

ظهور ماشین های لیتوگرافی EUV

در طول دهه گذشته، فناوری فوتولیتوگرافی از سیستم‌های اولیه G-line (436 نانومتر) به جدیدترین دستگاه‌های لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) تکامل یافته است. این تکامل از تماس به مجاورت و در نهایت به سیستم های گام و تکرار پیشرفت کرد. ماشین‌های لیتوگرافی EUV، ابزارهای ضروری برای تولید تراشه، هسته اصلی تولید مدارهای مجتمع پیشرفته هستند. آنها برای تولید تراشه هایی با اندازه ویفر کمتر از 5 نانومتر، که فقط با استفاده از فناوری EUV قابل تولید هستند، بسیار مهم هستند.

فروش جهانی دستگاه لیتوگرافی

بازار جهانی ماشین های لیتوگرافی بسیار متمرکز است و سه تولید کننده برتر بیش از 90 درصد از سهم بازار را در اختیار دارند. از سال 2015 تا 2020، فروش جهانی ماشین‌های لیتوگرافی به طور کلی رشد کرد و به 413 دستگاه در سال 2020 رسید که 16.7 درصد افزایش نسبت به سال قبل نشان می‌دهد.

تکامل و فروش دستگاه لیتوگرافی

ماشین‌های لیتوگرافی از G-line و I-line به فناوری KrF، ArF و اکنون EUV تکامل یافته‌اند. در سال 2020، فروش جهانی تحت سلطه محصولات متوسط ​​تا پایین رده (KrF، I-Line) بود که در مجموع 264 دستگاه را تشکیل می داد و تقریباً 65 درصد از بازار را به خود اختصاص می داد. دستگاه های پیشرفته EUV 31 دستگاه فروخته شدند که حدود 19 درصد از کل فروش را تشکیل می دهد.

ASML بازار جهانی ماشین های لیتوگرافی را رهبری می کند

در سال 2020، شرکت هلندی ASML با 62 درصد سهم و 258 دستگاه حمل و نقل، پیشی گرفتن از نیکون و کانن، بازار جهانی ماشین‌های لیتوگرافی را رهبری کرد.

Eقیمت دستگاه لیتوگرافی UV

دستگاه‌های لیتوگرافی EUV، به دلیل فناوری پیشرفته‌شان، هر کدام حدود ۱۵۰ میلیون یورو ارزش دارند. در حال حاضر، ASML تنها شرکتی است که قادر به تولید آنها است. از سال ۲۰۱۸، قیمت دستگاه‌های EUV ASML به طور پیوسته افزایش یافته و تا ۴ ژوئیه ۲۰۲۱ تقریباً به ۱۵۴ میلیون یورو برای هر واحد رسیده است که معادل ۱۱.۷ میلیارد ین (با استفاده از نرخ ارز ۱ یورو = ۷.۶ یوان چین) است.