Сделал пару картинок как с годами менялся размер проекции, чипа, и рабочее разрешение.
1. Сканеры.
Сканер с g-line ртутной лампы это 80-е годы, потом с этой длину волны ушли. Планар с его ЭМ-584 по размеру изображения и разрешению был на уровне японского 1980-го года, с ЭМ-5084 на уровне 1987-го (но не по точности наложения и не по производительности).
i-line началась с середины 80-х, и пришла к пределу своего развития в 1999-м. Планар с "новым русским 350 нм литографом" пытается сделать именно i-line машину, по размеру изображения и разрешению (но не по точности наложения) это японский 1994-й год в серии, учитывая что у него это опытная разработка, это самое начало японских 1990-х.
Лазерная KrF стартовала в серии в 1988-м, когда Komatsu поставила Nikon первые такие источники в достаточном объёме. Но, достаточно долго создавали под неё резист и метрологию, поэтому массовое производство на степперах с ним началось только в 1994-м году, а по настоящему массовое только к концу 90-х, и на сканерах, когда Cymer и Gigaphoton (Komatsu) начали массовые поставки промышленных источников, оптимизированных по отдаче, отказоустойчивости и стоимости использования.
NA объективов степперов увеличилась с 0.30 на старте в начале 80-х, до 0.65 в поздних вариантах, следом росли их размеры и масса (с 20 до более чем 200 кг).
2. Сканеры.
Основная идея их в том чтобы получить прямоугольник размера 26х33 мм (который в случае степпера должен быть вписан в круг диаметра 42.4 мм), сохранив объектив дающий круг 28.3 мм, как у степперов начала 90-х. Реализовано это через сканирование фотошаблона с 4-кратной скоростью по отношению к скорости перемещения пластины, при котором формирование на пластине прямоугольника шириной в 33 мм осуществляется полосой сканирования шириной в 8-10 мм (и высотой в 26 мм, за счёт своей узости максимально полно использующей высоту 28.3 мм круга).
Первый массовый сканер это Nikon и 1995-й год, у ASML это 1997-й, к 2000-му году данная технология стала основной. Уменьшение размера круга проецируемого изображения с переходом на сканеры способствовало дальнейшему увеличению NA объективов, с 0.60 до 0.93 в сухом варианте и до 1.35 в варианте водной иммерсии, масса их при этом увеличилась с 200 до немалых 1,080 кг. Рост точности обработки линз дал увеличение разрешения объективов, как и снижение величины параметра процесса k1, вместе с увеличением их NA это дало снижение размера минимального элемента.
Работой над повышением скорости приводов привела к увеличению производительности в пластинах в час, одновременно было реализовано снижение ошибки наложения, что привело к увеличению процента выхода годных. Всё вместе дало более дешёвый транзистор чипа заданной производительности. Плата за сканерную технологию, не только более сложные объектив и осветитель, но и дополнительный привод фотошаблона, и более скоростная и точная механика обоих приводов, фотошаблона и пластины. Что тому же Планару пока недоступно.
Сканерная i-line уже к 2000-му году подошла к пределу по минимальному размеру элемента, но в силу стоимости всей экосистемы она актуальна до сих пор. Лазерная KrF подошла к 2002-му, ArF к 2004-му. Естественным развитием последней стала водная иммерсия, она подошла к пределу в 2008-м.
Планару иммерсия недоступна, она не получилась даже у Canon, он попробовал выпустить машины с ней в 2000-х, но вынужден был отозвать их все, так как они не работали как заявлено. Позднее Canon ушёл и от выпуска ArF варианта без иммерсии, сконцентрировавшись на KrF и i-line, в ArF семгенте рынка сформировалась дуополия ASML и Nikon.
EUV сканер на 13.5 нм не освоил уже Nikon, в части зеркал, к тому же, японская Gigaphoton (Komatsu) не сумела промасштабировать по мощности LPP источник излучения для него, чтобы дать приемлемую производительность, хотя Mitsubishi поставила ей для реализации этого достаточно мощную усилительную часть CO2 лазера, получившегося точно не хуже чем тот что Trumpf поставила Cymer.
В итоге, на рынке EUV сканеров сформировалась "естественная" монополия, они выпускаются только ASML, используя пул ключевых поставщиков в виде Zeiss, Cymer и Trumpf. Эта технология пока что находится в развитии, стартовав в 2017-м с NA зеркальной системы в 0.33, и с 13 нм минимального элемента, в 2019-м с такими машинами начали массовое производство на 5 нм ноде. В этом году начались поставки EUV машин с NA 0.55 (High-NA), и с 8 нм минимального элемента, для чего пришлось переработать очень многое, в ближайшие годы начнётся массовое производство на них 1.5-2 нм нод. Проектируются установки на NA>0.60 (Hyper-NA), ещё более сложные.