Les scanners DUV (Deep Ultraviolet – 193 nm ArF immersion / 193 nm ArF sec / 248 nm KrF) couvrent les nœuds 28 nm à 7 nm (couches critiques) et les niveaux moins exigeants. Un ArF immersion de dernière génération (TWINSCAN NXT:2100i) compte environ 55 000 pièces, pèse 115 t et coûte 90 – 140 M€. Les KrF modernes (NSR‑S635E, Nikon) se vendent autour de 45 M€.
Le flux d’assemblage s’effectue en 4 phases :
| Plateforme | λ (nm) | NA max | Débit wafers/h | Commercialisation |
|---|---|---|---|---|
| TWINSCAN NXT (ASML) | 193 i | 1,35 | 275 | 2010 – |
| NSR‑S635E (Nikon) | 193 i | 1,35 | 250 | 2018 – |
| FPA‑3030iR (Canon) | 193 i | 1,35 | 240 | 2019 – |
| Sous-système | Fonction | Fournisseur principal | Part dans le coût |
|---|---|---|---|
| Source laser excimère (ArF / KrF) | Génère impulsions 193 / 248 nm | Cymer (ASML), Gigaphoton | 18–22 % |
| Optique projection & illumination | Lentilles CaF₂ / fused‑silica | Zeiss SMT, Nikon Hikari | 20–25 % |
| Système immersion | Injecte eau ultra‑pure à 6 L/s | ASML Hydra, Nikon SIS | 8–10 % |
| Plateau wafer & méca‑statif | Positionne wafer ± 2 nm | ASML Motion, Nikon Precision | 12–14 % |
| Métrologie & alignement | Mesure overlay < 2 nm | ASML Horus, Nikon In‑Chip | 6–8 % |
| Vide & environnement | 10⁻³ mbar, filtration H₂O | Edwards, Pfeiffer | 4–6 % |
| Contrôle / logiciel | Pilotage temps‑réel | ASML Twinscan SW, Nikon CTL | 5–6 % |
Coûts indicatifs pour NXT:2100i (2024).
| Pays d'implantation | Entreprise | Pays d'origine | Part de marché |
|---|---|---|---|
| Pays‑Bas | ASML | Pays‑Bas | 84 % |
| Pays-Bas | Total | Pays-Bas | 84 % |
| Japon | Nikon | Japon | 12 % |
| Japon | Canon | Japon | 4 % |
| Japon | Total | Japon | 16 % |
Total 2024 : ~ 240 DUV scanners (toutes longueurs d’onde) livrés, dont 90 % destinés à la Chine.
| Contrainte | Description | Impact |
|---|---|---|
| Qualité eau immersion | TOC < 1 ppb, particules < 20 nm | Risque bulles & défauts |
| Lentilles CaF₂ | Birefringence, hygroscopie | Variation de focus |
| Overlay multi‑patterning | ≤ 2 nm à 120 pauses | Dépend stabilité stage |
| Export‑control | Aucune restriction stricte sur DUV | Chine peut acheter ArF |
| Vieillissement laser | Tubes ArF MTTF ≈ 5 Gshots | OPEX source important |
| Volet | Détail |
|---|---|
| Maintenance | Contrats 10 ans, remplacement tube laser tous 6 mois |
| Consommation | 350 kW (immersion) / 120 kW (KrF) |
| Re‑polissage lentilles | Tous les 50 kpl |
| Recyclabilité | 75 % masse métallique, CaF₂ recyclage dédié |
| Impact / Probabilité | Faible | Moyen | Fort |
|---|---|---|---|
| Fort | – | R1 (Monopole laser ArF) | R2 (Optiques CaF₂) |
| Moyen | R4 (Logistique trans‑Pacifique) | R3 (Eau immersion) | R5 (Concentration marché) |
| Faible | – | – | – |
Descriptions - R1 : Cymer + Gigaphoton = duopole sur lasers excimère haute puissance. - R2 : Goulot Zeiss / Nikon Hikari pour lentilles CaF₂ grand diamètre. - R3 : Qualité eau immersion impacte rendement et overlay. - R4 : Retards fret aérien / maritime ; 18 caisses hors‑gabarit. - R5 : 84 % des livraisons assurées par un seul acteur (ASML).
| IHH | Faible | Modéré | Élevé |
|---|---|---|---|
| Acteurs | 72 | ||
| Pays | 73 |
Acteurs : ASML 84 %, Nikon 12 %, Canon 4 % Pays : Pays‑Bas + Japon dominants.
| Étape | Localisation principale | Commentaire |
|---|---|---|
| Fabrication stages wafer/reticle | Wilton (CT, USA) | Modules DUV/EUV expédiés vers Veldhoven |
| Production laser excimère | San Diego (Cymer, USA) & Oyama (Gigaphoton, JP) | Sources ArF / KrF |
| Optiques transmissives | Oberkochen (Zeiss SMT, DE) / Kumagaya (Nikon Hikari, JP) | Lentilles CaF₂ haute pureté |
| Intégration finale scanners ASML | Veldhoven (NL) | Montage, alignement, qualification |
| Intégration finale scanners Nikon | Kumagaya & Hiroshima (JP) | Deux lignes DUV |
| Intégration finale scanners Canon | Utsunomiya (JP) | Ligne i‑line / KrF / ArF |
| Ré‑assemblage & mise en service | Fabs client (TSMC, SMIC, UMC, Samsung) | Supervision constructeur |