阿斯麦|ASML工厂探秘:3亿美元一台的EUV光刻机首次亮相( 四 )


以上这些收购和投资,使得ASML几乎控制了整个EUV光刻机上游的关键环节,为其长期独霸EUV光刻机市场奠定了坚实的基础 。凭借着在浸没式光刻机及EUV光刻机市场的成功,ASML最终成为了全球光刻机市场的绝对霸主 。
根据统计数据显示,2020年全球半导体光刻机总销量约413台,销售额约130亿美元,其中用于晶圆制造的基本均为ASML、尼康和佳能三家公司的产品 。
如果以销量来看,ASML销售258台占比62%(其中EUV光刻机出货量已经达到 31台),佳能销售122台占比30%,尼康销售33台占比8%;如果以销售额来看,ASML的份额高达近90% 。
三、ASML EUV光刻机工厂揭秘
CNBC在本月初的时候参观了ASML位于荷兰维尔多芬(Veldhoven)总部的EUV光刻机工厂 。据介绍,该工厂占地约50000平方米,共有1500名员工,他们正在7 x 24小时轮班工作,ASML销售到全球各地的EUV光刻机均由该工厂进行总装生产 。
据ASML介绍整部EUV光刻机是由“照明光学模组”(Illuminator)、“投影光学模组”(Projection optics)、“光罩传输模组”(Reticle Handler)、“光罩平台模组”(Reticle Stage)、“晶圆传送模组”(Wafer Handler)、“晶圆平台模组”(Wafer Stage)及“光源模组”(Soure)这七大模组组成 。
阿斯麦|ASML工厂探秘:3亿美元一台的EUV光刻机首次亮相
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其中,EUV光源被称为激光等离子体光源,是通过30千瓦功率的二氧化碳激光器每秒2次轰击雾化的锡(Sn)金属液滴(锡金属液滴以每秒50000滴的速度从喷嘴内喷出),将它们蒸发成等离子体,通过高价锡离子能级间的跃迁获得13.5nm波长的EUV光线 。
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△EUV激光系统
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△锡金属液滴以每秒50000滴的速度从喷嘴内喷出,通过二氧化碳激光器激光进行轰击,产生EUV光线
由于EUV光线波长非常短,所以它们会很容易被空气吸收,所以整个EUV光源的工作环境需要被抽成真空 。
同时,EUV光线也无法被玻璃透镜折射,必须以硅与钼制成的特殊镀膜反射镜,来修正光的前进方向,而且每一次反射仍会损失不少的能量,导致最终到达晶圆的光子只有原来的约5%左右(ASML公布的最新数据) 。
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为此,ASML与德国光学公司蔡司(Zeiss)合作,由该公司来生产世界上最平坦的镜面,以使得EUV光线经过多次反射后能够精准的投射到晶圆上 。
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△蔡司的反射镜
据ASML EUV工厂工程总监Mike LaBelle介绍,EUV光刻系统当中的蔡司的反射镜的平整度是令人难以置信的 。“如果将这个反射镜放大到我们所在国家的大小,那么EUV光线最大的撞击在这个国家大小的镜面上的只有大约一毫米 。”
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ASML EUV工厂工程总监Mike LaBelle
台积电也曾表示,“目标必须非常精确,这相当于从月球发射EUV激光,击中地球上的一枚硬币 。”
此外,CNBC还参观了位于美国圣地亚哥的ASML生产光源的子公司Cymer的洁净室 。
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据ASML制造业务高级经理Pete Mayol介绍,他负责这个生产EUV光源的洁净室已经六年了 。下图中的设备上部就是储存“锡”的地方,下方则是喷射“锡滴”的喷嘴 。
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“如果任何一种有缺陷的颗粒出现,甚至出现在毛细管的顶端,那就意味着失败 。我们将移除并重新开始 。”Pete Mayol说到 。


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