Las luminarias anuales número 12 de la iniciativa eBeam encuesta en 2023 informó una variedad de nodos de> 5 nm a 14 nm como los nodos no EUV más avanzados que utilizan litografía 193i. Un panel de expertos en litografía y fotomáscaras de semiconductores debatió varios de los resultados de la encuesta, incluido este, para proporcionar más información sobre los resultados. Aki Fujimura, director ejecutivo de D2S, Inc., la empresa gestora patrocinadora de la iniciativa eBeam, moderó la mesa redonda de 2023 que tuvo lugar durante la Conferencia de tecnología SPIE Photomask en octubre. A él se unieron Chris Progler, CTO de Photronics; Glen Scheid, Gerente de Operaciones del Centro de Tecnología Micron Mask; y Harry Levinson, litógrafo principal de HJL Lithography (imagen a continuación). En la discusión resumida aquí, los panelistas citaron varios factores que llevaron a 193i a nodos más pequeños, empezando por el alto costo de EUV, el potencial de las máscaras curvilíneas de 193i para reemplazar una o más capas de EUV y la disponibilidad de escritores de máscaras multihaz y nuevos láseres. escritores que pueden escribir máscaras curvilíneas 193i.

Foto de izquierda a derecha: Aki Fujimura, Chris Progler, Glen Scheid, Harry Levinson.

fujimura: La vanguardia de los semiconductores ha cambiado. Hoy en día, muchas aplicaciones de gran volumen no necesitan tecnología de punta. Muchos productos finales buscan chips que no sean EUV. Ahora, 193i y 193 dry también tienen nodos de vanguardia. En la pregunta de la encuesta que se muestra en la figura 1, las luminarias proyectaron que los nodos del borde de ataque del 193i estarían en el rango de >5 nm a ≤14 nm. Como comerciante fabricante de máscaras, ¿qué opinas, Chris?

Fig. 1: Las luminarias proyectan los nodos de vanguardia 193i más avanzados hoy y en 2030.

Progleador: Vemos la oportunidad de extender 193i a un par de capas más para crear un mejor chip, incluso por debajo de los 7 nm. Tenemos varios clientes que dicen "si puedo hacer que esta capa parezca de 5 nm usando 193i, mantendrá el rendimiento de muchas de las otras funciones".

Levinson: Están sucediendo muchas cosas interesantes con 193i que le permiten reducir los nodos. También hay nuevas aplicaciones que se adaptan perfectamente al 193i. Tomemos como ejemplo la computación cuántica, que necesita niveles escandalosamente bajos de rugosidad de los bordes de las líneas, pero no necesita características pequeñas. ¡Nuestra industria se ha vuelto dinámica en todos los ámbitos y es divertido de ver!

Esquema: Seguimos desarrollando 193i. Hay varios desarrollos nuevos que nos ayudarán a aprovechar al máximo 193i, incluidas máscaras curvilíneas, resistencia de baja sensibilidad y escritores de máscaras de haces múltiples. Seguimos presionando para lograr un mejor registro con máscaras 193i. Dado el costo del EUV, elegirás 193i si puedes.

fujimura: Hablando del costo de EUV, hicimos una nueva pregunta para intentar capturar el costo relativo versus 193i para siete aspectos de la fabricación de máscaras, como se muestra en la figura 2. ¿Hay alguna sorpresa aquí? Me sorprendieron los OPC y MPC. ¿Qué opinas, Harry?

Fig. 2: Las luminarias proporcionan una comparación de costos relativos para la fabricación de máscaras EUV versus 193i.

Levinson: Cualquiera que haya leído los periódicos de hace más de 20 años, ¡podría ver venir este precipicio! La litografía computacional para EUV es un nuevo nivel de complejidad. Tomemos como ejemplo los efectos de máscara 3D. Debe tener soluciones computacionales si se toma en serio el EUV.

Fujimura: Glen, acabas de presentar un gran análisis del impacto del EUV en costos para el fabricante de máscaras. ¿Algo que quieras agregar?

Esquema: Algo en lo que no me centré en esa charla es en el tiempo de actividad del equipo. Tiene un gran impacto en el costo. Si necesitamos equipos redundantes, se acumulan muy rápidamente.

Progleador: El gráfico lo dice todo: ¡EUV es muy caro! No hay verdaderas sorpresas en el resultado de la encuesta. Cuando miro los números, la industria de las máscaras gastó alrededor del 40% de su tamaño en gastos de capital, principalmente para generar .33 NA EUV. Suele rondar el 20% para el conjunto de la industria de los semiconductores. Con High-NA EUV, espero que aumente al 40-50% para la industria de las mascarillas. Sin embargo, según Tech Insights, solo el 7% del total de máscaras serán EUV para 2027. Necesitará el chip adecuado y fabricar muchos de ellos para justificar el costo de EUV.

Fujimura: Se necesitan 30,000 chips de retícula completa NVIDIA H100 para entrenar ChatGPT, y todas las grandes empresas ahora deben intentar hacerlo.

Pasemos ahora a las máscaras curvilíneas. Las luminarias dejaron claro que lo curvilíneo es tanto para 193i como para EUV, algo de lo que Glen ha hablado. Entonces, ¿dónde estamos en el apoyo a la creación de máscaras curvilíneas en general? Según los resultados de la encuesta en la figura 3, las luminarias tienen mucha confianza en que se podrá satisfacer la demanda actual de máscaras curvilíneas. Glen, ¿qué opinas?

Fig. 3: Las luminarias expresan confianza en fabricar máscaras curvilíneas para satisfacer la demanda.

Divorcio: Todavía necesitamos una definición de bondad para las máscaras curvilíneas.

Levinson: Cuando miro las matemáticas para curvilíneos, no es simple.

Fujimura: ¿Se extenderá lo curvilíneo a los nodos escritos con láser, Chris?

Progler: Las máscaras curvilíneas tendrán un impacto positivo en los nodos de rango medio. Tiene la capacidad de que el nuevo escritor láser escriba máscaras curvilíneas y la noticia de que hay una máscara de haz múltiple diseñada para fabricantes de máscaras comerciantes. Esto nos dará una forma más económica de escribir máscaras curvilíneas.

fujimura: Sigamos hablando del 193i y pasemos a invertir en nuevos equipos específicamente para el 193i. Las luminarias dijeron que el mayor crecimiento vendría de los escritores de máscaras multihaz y de la inspección de máscaras en los próximos 3 años, como se muestra en la figura 4. ¿Qué más se puede decir sobre esto?

Fig. 4: Las luminarias predicen que aumentará la inversión en escritores de máscaras y herramientas de inspección para uso exclusivo de 193i.

Esquema: Con tantas nuevas fábricas en línea y volúmenes de máscaras aumentando en la segunda mitad de esta década, no me sorprende que los creadores de máscaras multihaz de rayos electrónicos sean los primeros en la lista de nuevas inversiones. Siempre es preferible escribir capas críticas en las herramientas de gama más alta que tenemos disponibles. Si tiene flexibilidad en el capital que está aportando y puede ejecutar tanto el nivel inferior como el superior, casi siempre optará por defecto por el capital superior.

Progleador: Estoy de acuerdo con Glen, no es sorprendente. La industria de la escritura láser ha sido interesante en los últimos años. Mycronic entró y vendió más de 40 herramientas. Claramente hay mucha demanda reprimida de grabadoras láser. Según mis cálculos, con sólo esas 40 herramientas, se introducen alrededor de 150,000 unidades de mascarillas maduras en el sistema. Son muchas unidades de mascarillas y todavía están vendiendo herramientas. Debo asumir que muchos de ellos están reemplazando herramientas obsoletas, incluidas las escritoras de haz de forma variable (VSB). La demanda aumentará. Con acceso a grabadoras láser de alta calidad y rápidas, se utilizarán para nuevas aplicaciones, incluidas las formas curvilíneas.

fujimura: Entonces, ¿algunos están reemplazando a los antiguos escritores de máscaras VSB?

Progleador: Si tuviera que adivinar, el 50% de las grabadoras láser probablemente reemplacen las herramientas EOL, incluidas las herramientas VSB de haz electrónico. Pero hay muchas capacidades nuevas para máscaras escritas con láser y la gente las aprovechará.

Esquema: No está claro que todas las personas en el mundo tengan acceso a la compra de escritores multihaz. Ante el aumento de la inversión en escritores VSB de haz electrónico, algunos pueden estar respondiendo de esta manera porque eso es lo que tienen a su alcance. Por eso, veremos esto durante mucho tiempo.

Levinson: Esta pregunta de la encuesta se formuló en julio antes de la noticia de que se estaba instalando una herramienta multihaz de IMS de menor costo en el AMTC de Dresde. ¿Cómo haces uso de tu fábrica y no vas a EUV? Las características curvilíneas son un buen enfoque para ampliar la óptica, lo que resulta en la necesidad de escribir máscaras curvilíneas pero no máscaras EUV. Así que me mantendré en contacto con mi antiguo colega de Dresde para ver cómo resulta.

fujimura: Terminemos con este resultado sobre las perspectivas para el mercado de máscaras, que se muestra en la Figura 5. SEMI predice una contracción del 3%, mientras que las Luminarias dijeron que el tamaño del mercado se mantendrá aproximadamente igual. ¿Qué opinas de este año y del futuro?

Fig. 5: Las luminarias predicen que el mercado de mascarillas se mantendrá aproximadamente del mismo tamaño en 2023.

Progleador: Tanto SEMI como Tech Insights tienen fotomáscaras planas o se están reduciendo un poco este año, lo que es mucho mejor que la industria de semiconductores en general. La mayor parte de lo que hemos visto sugiere que la industria de las fotomáscaras regresará más adelante en 2024, un poco más tarde de lo proyectado originalmente. Las fotomáscaras han sido un buen lugar para estar. Si Photronics mantiene el rumbo para 2023, será nuestro sexto año consecutivo de ingresos récord.

Esquema: 2023 ha sido un año duro para la memoria. Uno de los peores desde hace mucho tiempo. Definitivamente estamos en la sección roja del gráfico. Me alegra mucho ver que la industria en general dice "manténgase aproximadamente en el mismo tamaño". La industria de las máscaras no necesariamente sigue a la industria de los semiconductores una por una, pero este año vimos un impacto. 2024 debería lucir más brillante. A largo plazo, definitivamente veremos un aumento en la demanda, especialmente a medida que agreguemos nuevas plantas de obleas. Esto no es sólo para Micron, sino para toda la industria. La previsión sigue siendo difícil. En cuanto a la máscara EUV, ¿cuántas copias se necesitan, cuántas capas se van a convertir, cuántas serán 193i frente a EUV? Es difícil verlo a un año, pero a largo plazo vemos una tendencia alcista.

Levinson: En lógica, cuando hay una recesión que no es demasiado grave, el impacto es menor simplemente porque la cantidad de máscaras que se fabrican se correlaciona con la cantidad de diseños, no con los volúmenes de oblea. Vemos razones para más diseños. Cuando pasa de una CPU a una matriz de puertas y a un ASIC, obtiene ahorros de energía. Esto es importante ahora. Si ahorras 10 vatios en un chip, si fabricas 100 millones de ellos, son gigavatios y el impacto puede ser grande. Esto impulsará más diseños nuevos en la industria a medida que avancemos.

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• Fuente: https://semiengineering.com/industry-luminaries-highlight-opportunities-for-advancing-the-non-euv-leading-edge/