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半导体 | 疫情之下,ASML用MR远程指挥生产设备安装

2020/10/21
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CINNO Research 产业资讯,根据日媒 Monoist 报道,SEMI(国际半导体生产设备材料协会)于 2020 年 8 月 25 日举行了“第六届 SEMI Japan Webinar”。ASML Japan 的代表董事社长藤原祥二郎先生和 ASML Japan 的技术市场总监森崎健史先生以《How ASML cope with COVID-19, and ASML EUV industrialization update》为主题,介绍了疫情之下的业务环境、EUV(极紫外光刻)曝光设备的研发和导入情况。

疫情之下、ASML 发展良好

ASML 是一家总部位于荷兰的、大型半导体曝光设备厂家。员工约为 2 万 5,000 名,其中 9,500 名为研发(R&D)工程师,2019 年销售额为 118 亿欧元(约人民币 944 亿元),其中 20 亿欧元(约人民币 160 亿元)用于研发。
 

在半导体生产设备行业,5G、IoT 相关元件带动半导体需求持续稳健增长。尽管新冠肺炎限制了半导体人员的流动,在远程办公等因素的带动之下,数据中心快速发展,半导体生产设备行业几乎未受到疫情影响,保持持续增长。

就新冠肺炎对业务的影响情况,藤原先生表示:“中国客户的出货受到了延误,此外新型曝光设备【NXE:3400C】因供应链的影响而被推迟发售。此外,也有不进行出货前的最终检查就出货的情况”。但是,几乎没有对业绩造成影响,在 2020 年 7 月公布的 2020 财年第二四半期(4 月 -6 月)财报中,销售额去年同比增长约 30%。年度业绩预计也会也十分顺利,“整年的业绩预计会出现两位数的增长”(藤原先生)。

 

分解 ASML 的第一季度、第二季度业绩后的明细(图片来源:ASML)

运用 MR 设备远程支援半导体生产设备的启动、改造

尽管曝光设备的业务订单不少,但是由于新冠肺炎限制人员流动,无法为客户导入和安装,导致 ASML 无法派出熟练技术人员到客户处。于是,ASML 开始强化远程支援以应对新冠肺炎事件。

 
藤原先生表示,我们一直都在使用远程支援,之前是连接用户端设备与全球支援中心,以获取信息、进行监视和管理。主要是用来分析判断。由于无法派遣工程师,因此如何远程指挥专业性作业成为了一大问题。于是,开始利用 MR(Mix Reality ,混合现实)设备“Microsoft HoloLens(以下简称为‘HoloLens’)”,对现场的实际作业支援,并积极推广。
 

ASML 的熟练技术员与现场的佩戴了 HoloLens 的作业员连线,指挥现场作业员安装、改造设备等作业的情景(图片来源:ASML)

 
据说 ASML 已经在亚洲、北美、欧洲等地使用了 75 副(甚至更多)HoloLens 眼镜,藤原先生表示,在日本也有多家客户在使用 HoloLens,它可以直接支援实际作业,因此与传统的远程支援有很大不同。预计未来 MR 设备也会有进一步的技术进步,未来会有更多的领域可以使用远程支援。
 

运用 MR 设备进行远程支援的系统构成要素(图片来源:ASML)

 

3 纳米曝光设备的技术蓝图

此外,森崎先生就技术动向颇受人们关注的 EUV 曝光设备,做了说明。森崎先生介绍了三星电子等其他公司用 EUV 曝光设备生产的半导体被应用在终端产品的事例,还强调 EUV 曝光设备的使用范围在逐步扩大:“使用 EUV 曝光设备的半导体已经进入到我们的生活中”。
 

实际上 ASML 正在扩大导入名为“NXE 系列”的 EUV 曝光设备,从各季度来看、销售数量呈增长趋势。ASML 在 2020 年第一季度导入了 57 台,第二季度达 66 台。据说用 EUV 生产的晶圆数量也累计达到 1,100 万个。森崎先生表示:“虽然人们认为 EUV 曝光设备是属于未来的,其实它已经步入了可以作为实际产品使用的阶段”。

另一方面,其实 EUV 曝光设备也存在很多课题,其中最大的问题是稳定性。森崎先生指出,排在前 10%的设备的生产率为 90%左右,所有设备的平均生产率为 85%左右,排在后面 10%的设备的生产率差异更大。据说客户的普遍呼声是“希望设备能运作的更顺畅一些”。为了减少设备之间的差异,ASML 正在努力使生产率的平均值达到 90%以上。不仅要提高单个设备、零部件的精度,也要推进光源模组的升级、研发持续供锡的构造等。据说 ASML 也在推进减少设备的停机时间、增加稼动时间。

 

ASML 的 EUV 曝光设备的导入数量、生产率的推移(图片来源:ASML)

 

此外,当下正在推进的“NXE 系列”的光学开口率(NA)为 0.33,主要面向 7 纳米和 5 纳米。在 ASML 实现 3 纳米过程中,由于利用现有技术无法再提高分辨率,因此正在筹备开口率为 0.55 的“HiNA”产品产线。已经完成了设计,正在进行具体研发。开口率为 0.55 的产品被命名为“EXE 系列”,用于 R&D 的出货预计在 2022 年,量产出货预计在 2024 年。

森崎先生解释了“0.55 NA Platform”的意义,“可以简化工艺、提高性能,与多重图案(Multi-patterning)相比,可削减 50%的成本”。

 

“0.55 NA Platform”可获得的价值(图片来源:ASML)

 
另一方面,森崎先生提及了研发的难度,“虽然我们现在正以光学系列为中心进行研发,但也在考虑同时实现大型化和高精度的对策,打个比方,如同把日本国土的管理精度提升至头发丝的精度”。此外,由于仅用 EUV 曝光设备还无法做出新的平台环境,因此,ASML 的方针是与基建厂家合作共同构筑新的平台环境。
 

各代 EUV 基建整备情况,图中为部分供应商、非全部(图片来源:ASML)

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