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摩爾定律等待跨越微影障礙

上網時間: 2012年10月09日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:EUV  微影  光源  ASML  TSMC 

在2012年的國際超紫外光(EUV)微影技術研討會上,專家們一致認為,過去幾十年來一直扮演半導體創新引擎的摩爾定律(Moore’s Law),正由於下一代超紫外光(EUV)微影技術的延遲而失去動力。

為了因應14nm以下製程,EUV系統需要比今天更強大20倍的光源,專家們表示,他們希望到2014年能有200W的 EUV 光源,但要達到這個目標可能會需要更長時間。

過去一年來,比利時魯汶的 IMEC 研究人員已經透過採用較低功率的光源,製造了約3,000片使用EUV技術的晶圓。然而,對這部價值數百萬美元的系統來說,若與英特爾(Intel)、三星(Samsung)、台積電(TSMC)等業界廠商相比,其製造商用化晶圓的速度仍然慢上了15~30倍。

過去三年內,研究人員已經將光源功率提高了20倍。但為了達到量產要求,他們必須在未來兩年內再作出類似的改善──這是IMEC先進微影技術方案總監Kurt Ronse在日前於布魯塞爾舉辦的EUV高峰會中所做出的結論。該組織還表示,在2016年希望能開發出500~1,000W的EUV光源。

“EUV的延遲阻礙了半導體產業的前進腳步,”Ronse說。“儘管他們仍將之稱為14nm,但它可能更像是16或17nm,”他表示。

微縮腳步趨緩

在14nm世代,若沒有EUV,SRAM單元便無法直接微縮50%,Ronse說。這是因為多重圖案在究竟能實現多少功能方面仍然有其侷限性。

“若EUV能順利到位,他們就可以迎頭趕上,”Ronse說。業界已經投入很多資源發展光源了,所以,未來必然會出現解決方案,但很難肯定是否會在兩年內出現,”他說。

英特爾與台積電都入股ASML共同發展EUV系統,金額達數十億美元。

英特爾近期也表示,預計明年可進入14nm,2015年還可望使用現有的浸入式微影技術朝10nm前進。如果沒有EUV,英特爾認為可能必須在一個晶片上寫入多達五層的浸入式圖案,而雖然這會花費更多時間和金錢,但對該公司說仍然划算。

IMEC現已運用ASML NXE 3100 EUV系統獲得60%以上的生產時間。由於使用舊的光源,因此“在一開始的六個月以內,我們經歷了相當長一段平均時間降到50%~10%之間的振盪期,”他表示。

根據試驗結果,IMEC已使用EUV獲得了16nm半間距的解析度。“EUV可能不會被用在晶片的所有層,但會用在一些關鍵層以及和浸入式技術對齊的部份,”Ronse說。

對齊是一個問題。IMEC目前已能在晶片上達到6nm以內的EUV和浸入式層對齊準度。但目標是對齊準度必須在2至3nm以內,“他說。

編譯: Joy Teng

(參考原文: Moore's Law threatened by lithography woes ,by Rick Merritt)





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