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EUV微影技術7nm制程正在接近 5nm制程還比較遙遠

2018-11-01

  EUV被認為是推動半導體產業制造更小芯片的重要里程碑,但是根據目前的EUV微影技術發展進程來看,10奈米(nm)和7nm制程節點已經準備就緒,就是5nm仍存在很大的挑戰。

  EUV微影技術將在未來幾年內導入10奈米(nm)和7nm制程節點。 不過,根據日前在美國加州舉辦的ISS 2018上所發布的分析顯示,實現5nm芯片所需的光阻劑仍存在挑戰。

  極紫外光(extreme ultraviolet;EUV)微影技術將在未來幾年內導入10奈米(nm)和7nm制程節點。 不過,根據日前在美國加州舉辦的年度產業策略研討會(Industry Strategy Symposium;ISS 2018)所發布的分析顯示,實現5nm芯片所需的光阻劑(photoresist)仍存在挑戰。

  同時,EUV制造商ASML宣布去年出貨了10臺EUV系統,今年將再出貨20至22臺。 該系統將擁有或至少可支持每小時生產125片晶圓所需的250W雷射光源。

  IC Knowledge總裁Scotten Jones表示:「在7nm采用EUV的主要部份已經到位,但對于5nm來說,光阻劑的缺陷仍然高出一個數量級。 」

  經過20多年的發展,新的和昂貴的系統均有助于為下一代芯片提供所需的優質特性,并縮短制造時間。 Scotten說,這些系統將首先用于制造微處理器等邏輯芯片,隨后再應用于DRAM,但現今的3D NAND閃存芯片已經不適用了。

  「EUV大幅減少了開發周期以及邊緣定位的誤差。。.,但成本降低的不多,至少一開始時并不明顯。 此外,還有其他很多的好處,即使沒什么成本優勢,它仍然具有價值。 」

  Jones預計,ASML將在2019-2020年之間再出貨70臺系統。 這將足以支持在Globalfoundries、英特爾(Intel)、三星(Samsung)和臺積電(TSMC)規劃中的生產節點。

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  除了EUV系統本身,其他重要的挑戰還包括薄膜、光罩測試儀和抗蝕劑

  Jones表示,ASML計劃將系統的正常運行時間從現在的75%提高到90%,這同時也是微影技術業者最關切的問題。 此外,他表示相信該公司將會及時發布所需的薄膜,以保護EUV晶圓避免微塵的污染。

  為了開發針對5nm可用的抗蝕劑,「我們有12到18個月的時間來進行重大改善。 業界將在明年產出大量晶圓,這將有所幫助。 」Jones并估計,到2019年晶圓廠將生產近100萬片EUV晶圓,到了2021年更將高達340萬片晶圓。

  ASML的目標是在2020年時,將其250W光源所能達到的每小時145片晶圓的吞吐量提高到155片/時。 ASML企業策略和營銷副總裁Peter Jenkins在ISS上指出,該公司已經展示實驗室可行的375W光源了。

  目前該公司的薄膜已經能通過83%的光線了,至今也以245W光源進行超過7,000次的晶圓曝光測試了。 然而,第二代7nm節點在搭配用于250W或更高的光源時,預計還需要一個傳輸率達到90%的薄膜。


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