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EUV微影技術進入量產最后沖刺階段

2018-05-31
關鍵詞: EUV 晶圓代工

  隨著工程師們競相解決錯綜復雜的相關問題,醞釀了20年的新世代微影工具終于來到大量問世前的最后一個階段──盡管極紫外光(EUV)步進機的大量生產面臨復雜的問題以及緊迫的時間,專家們仍然抱持樂觀態度。

  好消息是,半導體產業界正眾志成城、積極推動技術進展;如比利時研究機構Imec的技術與系統執行副總裁An Steegen所言:「在過去,可能會有一家公司率先采用最新的半導體技術,但現在幾乎所有的邏輯制程技術供應商都跳進來、咬緊牙關努力并勇于承擔風險?!?/p>

  Imec是荷蘭EUV微影設備大廠ASML的長期合作伙伴,他們與晶圓代工廠、半導體供應商攜手,現在的目標是解決該種有尺寸有一個房間大小、將用以制造新一代芯片的設備剩下的最后幾個主要問題;Steegen在Imec年度技術論壇接受EE Times采訪時指出,這很像是在2008年問世的FinFET電晶體,是很重大但充滿挑戰的半導體性能提升關鍵。

  她表示:「人們比較過下世代節點的最糟情況以及舊節點的最佳情況,現在各方都同意FinFET是具備超高性能的元件;我學到的教訓是要對所有事情抱持懷疑態度…未來的半導體制程技術還有足夠進步空間,讓SoC設計工程師能得到他們想要的?!?/p>

  而在筆者于Imec總部排隊等著喝咖啡時與一位有32年工作資歷的EUV開發老將閑聊時,他簡單表示:「現在有很多壓力…但我們正在取得進展?!?/p>

  確實,三星(Samsung)的晶圓代工部門趕著在今年底于7納米制程導入EUV,該公司的目標是超越最大競爭對手臺積電(TSMC),后者正利用現有的浸潤式微影設備進行7納米設計案的投片;臺積電與另一家晶圓代工大廠GlobalFoundries也不落人后,他們打算在明年以EUV量產強化版的7納米制程。

  Imec預期,DRAM制造商會在D14+節點采用EUV技術──應該會在2021年記憶體半間距(half pitches)來到20納米以下時。

  目前Imec有兩個技術開發重點,有助于舒緩邊緣粗糙度(line-edge roughness)的問題,并消除所謂的隨機效應(stochastics)、隨機誤差(random errors)等造成觸點漏失(create missing) 、觸點斷續(kissing contacts)的缺陷。那些誤差在今年稍早于對下一代5納米節點十分關鍵的15納米臨界尺寸首度被發現,但研究人員表示他們也在7納米看到一樣的問題。

  Steegen預期將會有混合式解決方案出現,這種方案會采用掃描機設定、光阻劑材料以及后期處理等方法的結合,以接續斷裂的線路、將粗糙部分抹平或是填補漏失的觸點。

  晶圓代工業者可以提供更高劑量的EUV光源──例如80 millijoules/cm2──以擴大制程容許范圍(process window),但這會讓生產速度減慢;Steegen表示:「第一次實作時的最高劑量決定權在于各家晶圓代工廠?!?/p>


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