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ASML，不僅僅是光刻機(jī)巨頭

在談到ASML時，大家的第一印象是這是一家領(lǐng)先的光刻機(jī)供應(yīng)商。

誠然，在媒體過去多年的科普下，大家對這家荷蘭半導(dǎo)體設(shè)備制造商有了廣泛的了解。光刻機(jī)對信息時代發(fā)展起到的舉足輕重的作用，也讓大家更聚焦于ASML的光刻巨頭地位。

但其實(shí)ASML不只有光刻機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)芯片的高精度和高良率生產(chǎn)，除了光刻機(jī)臺之外，計(jì)算光刻和量測也非常重要，這也正是ASML長久以來的專注。正是這個“鐵三角”組合的全方位光刻解決方案，讓光刻巨頭擁有了直面芯片制造未來需求的底氣。

廣為人知的光刻機(jī)

首先，我們來談一下ASML最廣為人知的光刻機(jī)。要了解光刻機(jī)的重要性，就先要明白芯片制造的流程。

據(jù)相關(guān)資料顯示，一顆芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)可能需要幾個月的時間，涉及的工序也多達(dá)幾百個。在這個過程中，光刻機(jī)的作用就是在晶圓上“刻”出不同的圖案。這些縱向連接的圖案層數(shù)最高甚至超過一百層，這就讓參與“刻”的光刻機(jī)的精度變得無比重要。

為了在晶圓上刻下線寬越來越小的電路，ASML在過去幾十年的發(fā)展里一直在挑戰(zhàn)瑞利判據(jù)的極限——降低入射光源的波長，提高數(shù)值孔徑。這也推動他們從g-line光刻機(jī)走到了DUV光刻機(jī)，再到現(xiàn)在的EUV光刻機(jī)時代。

在這個過程中，ASML與合作伙伴攜手，屢屢突破常規(guī)，例如浸潤式光刻機(jī)的橫空出世、雙晶圓工作平臺操作系統(tǒng)TWINSCAN的推陳出新。他們在光刻機(jī)臺上的諸多創(chuàng)新，都是為了能夠“刻”出更細(xì)線寬的芯片，同時還為了保證其產(chǎn)能，以降低芯片的制造成本。

值得一提的是，其中DUV（深紫外線）系統(tǒng)是業(yè)界的“主力軍”，能提供浸潤式光刻和干式光刻解決方案，幫助制造不同半導(dǎo)體節(jié)點(diǎn)和技術(shù)的芯片。同時，ASML也正在通過與中國客戶合作，不斷擴(kuò)大該設(shè)備的制造能力。

良率“守護(hù)神”：計(jì)算光刻

對于芯片設(shè)備供應(yīng)商來說，能夠制造出芯片是重要的一步，但如何能更快、更好地制造出芯片，是決定一個設(shè)備能否被產(chǎn)業(yè)認(rèn)可的關(guān)鍵，這也是ASML一直所追逐的目標(biāo)。不僅如此，這也是其在專注光刻機(jī)臺的同時，還在同步推動計(jì)算光刻和量測技術(shù)的原因。

所謂計(jì)算光刻，也屬于EDA的一部分，具體而言就是通過計(jì)算機(jī)模擬、仿真光刻中的光學(xué)和化學(xué)過程，預(yù)測晶圓上的曝光圖形，在半導(dǎo)體制程的開發(fā)階段提供光源優(yōu)化、掩模版圖形修正、缺陷的預(yù)判和修正方案分析，通過增大芯片制造工藝窗口從而提高產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率。

當(dāng)芯片的關(guān)鍵尺寸小于光源波長的時候，需要復(fù)雜的掩模版，沒有計(jì)算光刻很難實(shí)現(xiàn)這樣復(fù)雜的掩模版設(shè)計(jì)。可以說，沒有計(jì)算光刻就沒有最先進(jìn)的芯片制造。ASML在計(jì)算光刻方面聚焦于開發(fā)能準(zhǔn)確預(yù)測芯片圖形轉(zhuǎn)移過程的計(jì)算光刻模型以及基于模型提供最優(yōu)的光源優(yōu)化和掩模版圖形修正解決方案。據(jù)了解，當(dāng)今的先進(jìn)芯片有數(shù)十億甚至數(shù)百億的晶體管，所以由此產(chǎn)生的仿真模型的計(jì)算量很快就會已經(jīng)變得非常龐大。但得益于ASML在過去積累的豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，再疊加公司在機(jī)器學(xué)習(xí)工具方面的投入，ASML的計(jì)算光刻軟件在面對眾多問題時都能巧妙地找到解決方案。

值得一提的是，ASML在國內(nèi)建設(shè)了一支實(shí)力過硬的計(jì)算光刻軟件團(tuán)隊(duì)，公司還在持續(xù)加大該業(yè)務(wù)在中國的投入——新建武漢研發(fā)中心以及擴(kuò)建接近20年歷史的深圳研發(fā)中心，以研發(fā)適合中國市場的新版計(jì)算光刻產(chǎn)品。此舉旨在實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率，為中國客戶提供更好的服務(wù)，助力中國半導(dǎo)體發(fā)展。

芯片“品控師”：計(jì)量與檢測

和計(jì)算光刻一樣，計(jì)量與檢測也是ASML為保證芯片良率而做的投入之一。

熟悉現(xiàn)代芯片制造流程的讀者應(yīng)該知道，芯片制造商在使用光刻機(jī)生產(chǎn)芯片的時候，會首先讓電路圖像在晶圓上成像，然后借助先進(jìn)的量測系統(tǒng)和軟件來檢驗(yàn)這些圖案，以提高芯片生產(chǎn)的精度與良率，同時幫助客戶為后續(xù)的制程開發(fā)做好準(zhǔn)備。

作為全球最大的光刻機(jī)供應(yīng)商，ASML在提供這類型的產(chǎn)品上也有先天的優(yōu)勢。他們的系統(tǒng)正是在這個背景下誕生的。

ASML主要通過兩種方式檢驗(yàn)光刻成像的質(zhì)量：基于衍射的光學(xué)量測和電子束量測。其中，光學(xué)量測是基于從晶圓的反射光線的衍射效應(yīng)，而電子束量測則通過觀察電子與晶圓接觸時的散射情況實(shí)現(xiàn)。

他們在這兩個方面都有布局。

ASML的YieldStar光學(xué)量測解決方案是重要的在線晶圓量測工具，能夠快速、準(zhǔn)確地量測晶圓上的圖形質(zhì)量。

此外，ASML電子束量測產(chǎn)品則可通過電子束量測和大規(guī)模量測幫助客戶確定技術(shù)路線圖，包括廣受應(yīng)用的單束檢測系統(tǒng)，可幫助客戶在數(shù)百萬印制圖形中定位和分析某個芯片缺陷；高分辨率電子束量測系統(tǒng)eP5可提供1納米分辨率和大視場，大量量測應(yīng)用場景下速度是現(xiàn)有技術(shù)的10倍以上；以及Multibeam多電子束系統(tǒng)綜合利用ASML光刻機(jī)臺、ASML計(jì)算光刻和ASML電子束量測的核心技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)電子束分辨率以及量產(chǎn)檢測所需的吞吐率。

由此可見，ASML并不僅僅是一家光刻機(jī)供應(yīng)商，而是一個擁有“鐵三角”全方位光刻解決方案的供應(yīng)商，能幫助芯片制造商推動芯片微縮、提高良率和產(chǎn)能。

為了幫助大家了解“鐵三角”的原理和“光”在芯片制造里面的意義，ASML特意打造了“追光訓(xùn)練營”，在向大家展現(xiàn)全方位光刻解決方案實(shí)力的同時，讓大家可以深入體驗(yàn)，共同感受“光”的魔力。

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