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EUV微影技術準備好了嗎?

上網時間: 2015年08月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:EUV  超紫外光  微影  光罩  半節點 

又到了超紫外光(EUV)微影技術的關鍵時刻了。縱觀整個半導體發展藍圖,研究人員在日前舉辦的IMEC技術論壇(ITF)上針對EUV微影提出了各種大大小小即將出現的挑戰。

到了下一代的10nm節點,降低每電晶體成本將會變得十分棘手。更具挑戰性的是在7nm節點時導入EUV微影。更進一步來看,當擴展到超越5nm節點時可能就需要一種全新的晶片技術了。

目前最迫在眉睫的是中期挑戰。如果長久以來一直延遲的EUV微影系統未能在2017年早期就緒的話,7nm製程將會成為一個昂貴的半節點。

不過,研究人員們樂觀地看好EUV將會及時準備好,但也預期接下來將出現諸多挑戰:

.光源必須至少升級到180W,目前最佳的是ASML展示的110W光源;

.系統必須至少有80%的時間可用,當今系統的可用性約僅50-60%;

.系統必須從每小時70-80片晶圓產出增加到更接近每小時200片晶圓;

.光阻劑必須具有更高感光度,才能以更低劑量與較不粗糙的邊緣作業;

.必須設計新的晶圓保護蓋——即薄膜(pellicle),以取代目前ASML提供給客戶用於80-110W低功耗級的原始薄膜;

.在查找與修復缺陷方面還需要進一步的改善。

IMEC執行長Luc Van den Hove深信,“EUV可望從7nm節點開始導入製造製程。”IMEC已經為多年來致力於開發EUV系統的先進研究晶圓廠投入高達13億美元了,目前也已在全球安裝的8套最新系統中佔有一席之地。

幾乎所有的主要晶片製造商都與IMEC合作,針對下一代節點展開前期競爭性研究。今年,東芝(Toshiba)與SanDisk也加入了這一計劃。

ASML提供原型薄膜
ASML為EUV客戶提供了一種原型薄膜,但可能還得重新設計,才能支援未來發展藍圖所需的更強光源

致力於開發EUV的荷蘭業者ASML提出了目前的最新進展:一家客戶採用其NXE 3300B系統,在一星期中達到了82%的正常運作時間。ASML的目標是在年底前讓揮發性光源達到86%的正常運作時間。

這套系統雖然複雜困難,但也至關重要。ASML執行長Peter Wennik強調,“在不斷微縮至更小型晶片的製程中,甚至得投入數兆美元。而這是一部結合許多業界工程問題的機器——它讓我們得以一個接著一個地解決問題。”

的確,ASML表示每次為重要的光源問題提高功率後,另一個模組就會出現一些問題,因而必須加以升級或重新設計,才能維持系統的正常運轉。但IMEC微影技術計劃負責人Kurt Ronse表示,“這是一個連續工程的過程。”

(下一頁繼續:少了EUV,7nm也只是半節點)


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