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【兆恒機(jī)械】光刻技術(shù)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的重要地位(9)

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  • 添加日期:2021年03月17日

 

    ●EUV技術(shù)目前的定位困境

   由于193nm沉浸式工藝的延伸性非常強(qiáng),同時(shí)EUV技術(shù)耗資巨大進(jìn)展緩慢?,F(xiàn)在各家廠商對(duì)于EUV光刻目前的應(yīng)用,基本上可以用絕望來形容,但是對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)未來的前景,所有開發(fā)商都從未放棄。EUV的問題到現(xiàn)在都還沒找到合適的快速穩(wěn)定性變的光溶膠,找不到合適的光溶膠,刻深和侵蝕速率就沒辦法控制。



EUV技術(shù)所需要的掩膜

   各家廠商都清楚,半導(dǎo)體工藝向往下刻,使用EUV技術(shù)是必須的。而且EUV技術(shù)也能通過液相折射來降低波長(zhǎng),因?yàn)樗姓凵涠伎梢越档筒ㄩL(zhǎng),也就是說EUV技術(shù)可以有效拓展工藝深度。但是現(xiàn)在困擾光刻膠的問題不是波長(zhǎng),而是頻率,光的能量不夠,就沒辦法誘發(fā)反應(yīng)。波長(zhǎng)越短,頻率越高,光的能量正比于頻率,反比于波長(zhǎng)。但是因?yàn)轭l率過高,傳統(tǒng)的光溶膠直接就被打穿了?,F(xiàn)在材料學(xué),固體物理和凝聚態(tài)物理已經(jīng)從全部方向上開始制約半導(dǎo)體工藝的發(fā)展了。


在45nm工藝的蝕刻方面,EUV技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出一些特點(diǎn)

   所以現(xiàn)在EVU技術(shù)要突破,從外部支持來講,要換光溶膠,但是合適的一直沒找到。而從EUV技術(shù)自身來講,同時(shí)盡可能的想辦法降低輸出能量。

   Intel和IBM還有AMD都已經(jīng)用EVU蝕刻出一些圖案,問題是不是光刻出圖案就可以了,影響刻蝕質(zhì)量的因素除了邊緣穩(wěn)定性,還有刻深。

   EUV(極紫外線光刻技術(shù))是下一代光刻技術(shù)(<32nm節(jié)點(diǎn)的光刻技術(shù))。它是采用波長(zhǎng)為13.4nm的軟x射線進(jìn)行光刻的技術(shù)。英特爾、IBM是EUV光刻技術(shù)的積極支持者,ASML、尼康、佳能是EUV光刻機(jī)的開發(fā)商。根據(jù)2007年得到的資料,ASML已研制出2臺(tái)試用型EUV光刻機(jī)供32nnl工藝研發(fā)用,不作生產(chǎn)用,設(shè)備名稱AlphaDemoTool(ADT),價(jià)格6500萬美元。一臺(tái)給美國(guó)紐約州Albang大學(xué)納米科學(xué)與工程學(xué)院(CSNE),另一臺(tái)給比利時(shí)IMEC微電子中心。

   近年來,EUV光刻技術(shù)研究成果與戰(zhàn)績(jī):

   1、2004年9月日本EUV光刻系統(tǒng)開發(fā)協(xié)會(huì)表示,正在瞄準(zhǔn)CO2激光光源,它可降低激光成本20%。該協(xié)會(huì)正在研究2種光源,一是成本較高的激光產(chǎn)生的等離子,在中等聚焦下,消耗3.1W功率。若添加一個(gè)調(diào)壓放大器,將YAG激光功率從現(xiàn)在的1.3kW提高到1.5 kW,最終達(dá)4 kW 目標(biāo);二是存在碎片問題的放電產(chǎn)生等離子。

   2、2005年德國(guó)xfreme Tech公司開發(fā)出800W EUV光源,2010年可達(dá)1000W。

   3、2006年9月歐洲FocusGmH、Bielefeld大學(xué)和Maine大學(xué)聯(lián)合推出用于EUV光刻機(jī)的光致電子顯微鏡,它對(duì)芯片不產(chǎn)生破壞作用,測(cè)量精度可達(dá)20nm特征尺寸。它是歐洲委員會(huì)資助EUV開發(fā)MoreMoor項(xiàng)目,為期3年(2004~2006年),投資2325萬歐元。


臺(tái)積電公司訂購(gòu)ASML公司極紫外光刻系統(tǒng)Twinscan NXE3100

   4、2006年12月ASML以2.7億美元收購(gòu)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)晶圓制造技術(shù)商BrionTech公司,后者致力于計(jì)算光刻市場(chǎng),包括設(shè)計(jì)驗(yàn)證、刻線增強(qiáng)技術(shù)和光學(xué)矯正等。

   目前EUV光刻技術(shù)存在的問題:
   造價(jià)太高,高達(dá)6500萬美元,比193nm ArF浸沒式光刻機(jī)貴;
   未找到合適的光源;
   沒有無缺陷的掩模;
   未研發(fā)出合適的光刻膠;
   人力資源缺乏;
   不能用于22nm工藝早期開發(fā)工作。

   雖然目前EUV光刻技術(shù)還存在不少問題,但業(yè)界并未對(duì)它判處“死刑”,但是Intel和IBM之前的表態(tài),充分表明193 nmArF浸沒式光刻技術(shù)將成為32nm/22nm工藝的主流光刻技術(shù),EUV要想發(fā)揮實(shí)力還得等待時(shí)機(jī)。