Традиционные оптические системы, такие как камеры и телескопы, выравнивают оптические элементы аксиально, что не подходит для EUV-света из-за его чрезвычайно короткой длины волны и высокой скорости поглощения. Вместо этого EUV-свет направляется с помощью серповидных зеркал, но это заставляет свет отклоняться от центральной оси, что снижает оптические характеристики.

Чтобы решить эту проблему, новая технология размещает два осесимметричных зеркала с небольшими центральными отверстиями в линейной конфигурации. EUV-свет теряет около 40% своей энергии при каждом отражении зеркала, поэтому традиционным системам требуется около 10 зеркал, при этом только около 1% энергии EUV достигает пластины. Ограничивая количество зеркал четырьмя, новая система позволяет более 10% энергии достигать пластины, что значительно снижает потребление энергии.

Основной проектор новой технологии EUV использует два зеркала для переноса изображения маски на пластину, подобно телескопу. Эта простая установка, по сравнению с шестью зеркалами, требуемыми в традиционных системах, была достигнута путем переосмысления теории коррекции оптической аберрации, и ее производительность была подтверждена программным обеспечением для оптического моделирования. Команда также разработала новый оптический метод освещения «двойного линейного поля», позволяющий направлять свет EUV на плоскую маску, не нарушая оптический путь.

Техническое наблюдение за ценностью

Фотолитографические машины, также известные как выравниватели масок, системы экспонирования или литографические системы, имеют решающее значение для производства полупроводников. Они используют процесс, аналогичный фотопроявлению, для переноса сложных узоров с масок на кремниевые пластины. Эти машины имеют важное значение в полупроводниковой промышленности, поскольку фотолитография определяет ширину полупроводниковых линий и влияет на производительность чипов и энергопотребление. Верхний поток в отрасли фотолитографических машин включает основные компоненты и вспомогательные объекты, в то время как нижний поток фокусируется на производстве и упаковке полупроводников и интегральных схем.

Профессор японского университета разработал технологию литографии Extreme Ultraviolet (EUV), которая превосходит текущие стандарты производства полупроводников, значительно снижая производственные затраты. Эта технология позиционируется в верхнем сегменте цепочки производства фотолитографических машин.

Макрорыночное наблюдение

Фотолитографические машины, также известные как выравниватели масок, системы экспонирования или литографические системы, имеют решающее значение для производства чипов и разработки передовых фоторезистов. Согласно информации Crystal Clear Materials о высококлассных исследованиях и разработках фоторезистов, расходы на оборудование и установку составляют 69% от общего объема инвестиций, а на фотолитографические машины приходится 44% этих расходов на оборудование и установку.

Появление машин EUV-литографии

За последнее десятилетие технология фотолитографии претерпела изменения от ранних систем G-line (436 нм) до новейших машин литографии Extreme Ultraviolet (EUV). Эта эволюция шла от контактных к близостным и, наконец, к системам step-and-repeat. Машины EUV-литографии, необходимые инструменты для производства чипов, являются основой для производства современных интегральных схем. Они имеют решающее значение для производства чипов с размерами пластин менее 5 нанометров, которые могут быть изготовлены только с использованием технологии EUV.

Глобальные продажи литографических машин

Мировой рынок литографических машин отличается высокой концентрацией: три крупнейших производителя занимают более 90% доли рынка. С 2015 по 2020 год мировые продажи литографических машин в целом выросли, достигнув 413 единиц в 2020 году, что на 16.7% больше, чем в предыдущем году.

Эволюция и продажи литографических машин

Литографические машины эволюционировали от G-line и I-line до технологии KrF, ArF и теперь EUV. В 2020 году в мировых продажах доминировали продукты среднего и нижнего ценового диапазона (KrF, I-Line), общее количество которых составило 264 единицы и около 65% рынка. Высококлассных машин EUV было продано 31 единица, что составляет около 19% от общего числа.

ASML лидирует на мировом рынке литографических машин

В 2020 году голландская компания ASML лидировала на мировом рынке литографических машин с долей 62% и объемом поставок 258 единиц, обогнав Nikon и Canon.

EЦены на машины для УФ-литографии

Стоимость EUV-литографических установок, благодаря их высокотехнологичным барьерам, составляет около 150 миллионов евро каждая. ASML в настоящее время является единственной компанией, способной их производить. С 2018 года стоимость EUV-установок ASML неуклонно росла, достигнув примерно 154 миллионов евро за единицу по состоянию на 4 июля 2021 года, что эквивалентно 11.7 миллиардам иен (по обменному курсу 1 евро = 7.6 юаня).