最近，ASML回擊了SemiAnalysis分析師的批評，分析師認為，至少對於一些晶片製造商來說，使用該公司的下一代High-NA（高數值孔徑）光刻設備在財務上意義不大。在最近接受Bits and Chips 採訪時，ASML財務長表示，High-NA 正在走上正軌且健康，該分析公司低估了它的好處。

在該公司最近的財報電話會議上，ASML的CEO也回答了有關該報告的問題，稱這項新技術「在邏輯和記憶體晶片製造方面顯然是最具成本效益的解決方案」。

ASML的Twinscan EXE High-NA EUV微影設備對於生產小於2nm的新一代製程製程至關重要，但它們也比現有的Twinscan NXE Low-NA（低數值孔徑）極紫外線（EUV）光刻設備貴得多，有人說它們的成本在3億~4億美元之間。它們還有其它特點，例如尺寸大，這也是為什麼一些分析師認為這些工具不適用於所有生產線的原因。

正如人們所預料的那樣，ASML不同意這項評估，該公司的財務長告訴Bits and Chips，訂單符合公司的預期，而SemiAnalysis低估了透過避免昂貴的雙重和四重曝光來降低流程複雜性的價值。他也表示，人們可以簡單地與英特爾談談雙重曝光帶來的複雜性，他指的是英特爾在10nm方面的失敗，至少部分是因為缺乏EUV技術。英特爾是當今High-NA 的主要客戶，最近收到了第一台High-NA設備的第一批零件。

製造更簡單

雙重和四重曝光涉及多次重複暴露晶圓的同一層，以創建比通常可能更小的特徵尺寸，但它會帶來缺陷，這會影響良率，並且比簡單地一步刻印該層的成本更高。

使用Low-NA設備進行雙重和四重曝光的總體成本，以及與使用High-NA設備進行單次曝光相比，是ASML和分析師之間爭論的主要焦點。

到目前為止，熱心的讀者可能會問，如果Low-NA的EUV設備可以透過使用雙重和四重曝光設備實現與前者相同的特徵尺寸，為什麼High-NA 的EUV會如此麻煩？事實上，英特爾正在將應用材料公司的Centura Sculpta 圖案整形工具插入其20A過程中，以避免在某些情況下出現昂貴的EUV 雙重曝光。

ASML認為，實施雙重曝光會帶來某些缺點：EUV雙重曝光會導致生產時間更長，出現缺陷的可能性更大，並可能影響所生產晶片的性能。然而，由於EXE：5000 的分辨率（CD）為8nm，晶片製造商可以簡化其製造流程。

晶圓代工廠當然了解使用高數值孔徑EUV掃描儀的利弊，因此他們已經開始了研發工作。「我們的客戶將在2024-2025 年開始研發，並在2025-2026 年進入大批量生產，」ASML 的聲明中寫道。

ASML最近分享了有關其新型High-NA設備的更多細節，以下是這些設備工作原理的概要。

新設備即將到來

ASML的新一代Twinscan EXE具有0.55數值孔徑（NA）鏡頭，因此它將達到8nm的分辨率，這標誌著目前提供13nm分辨率的EUV設備有了實質性的進步。這意味著它可以刻印出比單次曝光的低數值孔徑設備小1.7 倍的電晶體，從而實現2.9 倍的電晶體密度。

低數值孔徑光刻系統可以達到類似的分辨率，儘管需要兩次曝光，但需要昂貴的雙重曝光過程。實現8nm的解析度對於使用sub-3nm製程製程技術生產晶片至關重要，該產業計劃在2025~2026年之間採用此技術。

高數值孔徑EUV的使用使晶圓廠能夠避免對EUV雙重曝光的需求，簡化流程，可能提高產量並降低成本。但它也帶來了很多挑戰。

最新的Twinscan EXE光刻設備配備了0.55 NA鏡頭，與現有機器完全不同。主要區別是新的和更大的鏡頭。但是，更大的鏡頭需要更大的反射鏡，這就是為什麼Twinscan EXE設備也具有變形光學設計的原因。

這種方法解決了較大的反射鏡導致光線以更陡峭的角度照射到光罩上的問題，從而降低了反射率並阻礙了圖案轉移到晶圓上的問題。

變形光學元件不是均勻地縮小圖案，而是以不同的方式放大圖案：一個方向放大4倍，另一個方向放大8倍。這降低了光在十字線上的入射角，解決了反射率問題。此外，這種方法允許晶片製造商繼續使用標準尺寸的光罩，從而最大限度地減少對半導體行業的影響。這種方法有一個問題：它將成像場的大小減半（從33mm x 26mm到16.5mm x 26mm），通常稱為High-NA使十字線尺寸減半。

成像場尺寸減半促使晶片製造商修改其晶片設計和生產策略。隨著高階GPU和AI加速器越來越挑戰成像場尺寸的限制，這項變化尤其重要。

由於其變形光學元件和曝光場的尺寸只有Twinscan NXE 系統的一半，因此Twinscan EXE 裝置需要對每個晶圓執行兩倍的曝光次數，這會使現有機器的生產率減半。為了維持生產率，ASML顯著提高了晶圓和掩模階段的速度。EXE的晶圓級加速速度為8g，是NXE的兩倍，而其光罩版級的加速速度是NXE的4倍，為32g。

這項增強功能使Twinscan EXE：5000每小時能夠以20 mJ/cm²的劑量刻印超過185個晶圓，超過了Twinscan NXE：3600C在相同劑量下刻印170個晶圓的產量。

ASML計劃在2025年使用Twinscan EXE：5200將產量提高到每小時220片晶圓，以確保High-NA技術在晶片製造中的經濟可行性。同時，新節點（即較低解析度）需要更高的劑量，因此，Twinscan NXE：3600D將劑量增加到30 mJ/cm²，儘管每小時需要160片晶圓。出於某種原因，ASML沒有提到其EXE系統在30 mJ / cm²劑量下的表現。

更大的晶圓廠

ASML的高數值孔徑EUV Twinscan EXE微影設備在實體上比低數值孔徑EUV Twinscan NXE微影機大。現有的和廣泛部署的ASML的Twinscan NXE將光源放在下面，這需要非常特定的晶圓廠建築配置，這使得維修這些設備變得更加棘手。相較之下，High-NA Twinscan EXE 機器水平放置光源，簡化了晶圓廠的建造和維修，但需要更大的無塵室空間。另一方面，這使得升級現有晶圓廠變得更加棘手。

同時，台積電已經擁有多個專為Low-NA EUV Twinscan NXE微影機建造的晶圓廠。將這些晶圓廠升級到High-NA Twinscan EXE設備是一項複雜的任務。

考慮到設備的成本、掩模版尺寸減半、將這些設備安裝到現有晶圓廠的複雜性、現有Low-NA設備的性能，以及許多其他無法在一個框架內考慮的具體因素，我們可以理解為何華興資本的分析師認為台積電暫時還沒有準備好採用高數值孔徑EUV設備。

總結

高數值孔徑掃描器具有更高的解析度、更大的尺寸和一半的曝光場，因此需要開發新的光阻、計量、薄膜材料、光罩、偵測工具，甚至可能製造新的晶圓廠。從本質上講，向High-NA設備的過渡將需要對新設備和基礎設施進行大量投資，因此採用起來並不容易。

然而，High-NA EUV是未來，在我們看到有多少晶片製造商將這些設備投入生產以及何時投入生產之前，大規模部署它在經濟上是否可行的問題不會得到明確的答案。