SPIE高級(jí)光刻會(huì)議是世界領(lǐng)先的光刻技術(shù)會(huì)議。在今年會(huì)議開幕的當(dāng)天，三星和英特爾陳述了當(dāng)前EUV用于大批量制造的準(zhǔn)備狀況。本文將會(huì)總結(jié)四個(gè)世界領(lǐng)先晶圓制造廠的EUV計(jì)劃，討論關(guān)于英特爾、三星的進(jìn)度，探討EUV的大批量生產(chǎn)的前景。
臺(tái)積電/英特爾為啥比三星晚一步？" alt="解讀世界四大晶圓廠EUV計(jì)劃 臺(tái)積電/英特爾為啥比三星晚一步？" src="http://images.ofweek.com/Upload/News/2017-03/06/lin/1488762263962053770.jpg" width="600" height="326"/>
世界領(lǐng)先晶圓廠的EUV計(jì)劃
在2016年，三星和臺(tái)積電都開始進(jìn)行10nm工藝的升級(jí)，我們稱之為“制程工藝”，節(jié)距在10nm節(jié)點(diǎn)時(shí)已經(jīng)變得沒那么嚴(yán)格。兩個(gè)廠商都用光刻技術(shù)生產(chǎn)，也是目前最密集的晶圓制造方法。對(duì)于臺(tái)積電來說，10nm節(jié)點(diǎn)算是一個(gè)短期的打算，主要集中在手機(jī)處理器上。對(duì)于三星10nm，這可能將會(huì)是一個(gè)更長壽命的節(jié)點(diǎn)，原因如下。
在2017年，我們期待著臺(tái)積電7nm工藝的升級(jí)和英特爾能夠加速10nm節(jié)點(diǎn)進(jìn)程。據(jù)目前報(bào)道，預(yù)計(jì)臺(tái)積電7nm工藝和10nm工藝的間距相同。有一些證據(jù)表明，英特爾的10nm工藝可能比臺(tái)積電7nm工藝擁有更小的軌道間距，這就使得英特爾10nm工藝比臺(tái)積電的7nm工藝更密集，公司所稱作的節(jié)點(diǎn)名稱似乎對(duì)進(jìn)展進(jìn)程沒啥意義。臺(tái)積電的7nm和英特爾的10nm工藝都將會(huì)采用光刻技術(shù)生產(chǎn)，雖然臺(tái)積電使用的是7nm EUV測試工具。
預(yù)計(jì)，2018年格羅方德和三星將會(huì)制造7nm工藝。格羅方德的最初工藝將采用光刻技術(shù)生產(chǎn)，但當(dāng)EUV時(shí)機(jī)成熟時(shí)，將轉(zhuǎn)向EUV（事實(shí)上，他們正在使用EUV來加速工藝的開發(fā)），三星已經(jīng)對(duì)外宣稱，將使用EUV來應(yīng)對(duì)7nm工藝。三星這次對(duì)EUV的賭注，也使得他們能否在2018年發(fā)布出來，增加了不確定因素，如此看來，三星10nm工藝節(jié)點(diǎn)將會(huì)擁有更長壽命。
在2019年，臺(tái)積電可能將會(huì)升級(jí)到5nm制程工藝，我們期待這個(gè)工藝將使用EUV技術(shù)。預(yù)計(jì)在2020年，英特爾將采用7nm工藝。如果EUV能夠成熟，英特爾也會(huì)采用此項(xiàng)技術(shù)。
SPIE對(duì)于EUV的觀測
在2014年，臺(tái)積電對(duì)EUV進(jìn)行了非常悲觀的評(píng)估。在2015年和2016年，會(huì)議上的EUV氛圍則變得更有希望，包括臺(tái)積電已經(jīng)有了更多樂觀的評(píng)估。2017年，此次會(huì)議對(duì)EUV的評(píng)估則變?yōu)榱藰酚^，雖然臺(tái)積電今年并沒有做出評(píng)價(jià)，目前狀態(tài)似乎不是很樂觀。
另一個(gè)發(fā)現(xiàn)則非常有趣，在過去，EUV被視為一種比光學(xué)的成本要低的技術(shù)。現(xiàn)在看來，我們需要EUV更多是在合理的經(jīng)濟(jì)層面上。隨著光罩需求量的不斷增加，成本也水漲船高。同時(shí)覆蓋物也將會(huì)成為Fab的災(zāi)難。覆蓋物需要把光罩層有秩序的精確地放置在彼此的身上。而隨著mask的增加，覆蓋層也就會(huì)成為噩夢。EUV的前景就是減少mask，實(shí)現(xiàn)更好的保真度和更一致的電產(chǎn)率。
英特爾和三星
據(jù)英特爾報(bào)道，在2015年有7套EUV系統(tǒng)，現(xiàn)在有14套，其中分別為8套NXE3300B系統(tǒng)和6套NXE3350B系統(tǒng)。從更多的行業(yè)數(shù)據(jù)來看，NXE3350B預(yù)計(jì)將類似于NXE3400。三星也注意到了EUV的優(yōu)勢是更高的分辨率和更少的mask，EUV的7nm工藝就比光學(xué)10nm需要更少的mask。
在ASML研討會(huì)上，英特爾指出，ASML達(dá)到210瓦特和工作效率大于125wph，它需要在高功率下實(shí)現(xiàn)控制?！霸础惫β瘦^低，但是NXE3400系統(tǒng)有望與其縮小差距。三星對(duì)此也有類似的消息，值得注意的是“源”功率接近HVM目標(biāo)，NXE3350B達(dá)到穩(wěn)定的130瓦特。
三星和英特爾都討論了系統(tǒng)的可用性，液滴發(fā)生器和采集器壽命是關(guān)注焦點(diǎn)。液滴發(fā)生器壽命比去年提高了3－5倍，采集器壽命提高了1．5倍，但還是需要更多的改進(jìn)?，F(xiàn)在總體系統(tǒng)的可用性為70％，具有高變異性。英特爾報(bào)告了NXE3350B的可用性大于75％以及更少的額外超長停機(jī)事件。三星則認(rèn)為，NXE3350具有比NXE3300更好的可預(yù)測性。
三星和英特爾都表示，在缺陷等級(jí)測量中要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ASML，并且兩家都強(qiáng)調(diào)了對(duì)薄膜的需求。ASML在2016年初步實(shí)現(xiàn)了薄膜概念，ASML和合作者正在這些領(lǐng)域進(jìn)行努力。英特爾提到，在缺陷的前提下，薄膜大于3500塊晶片。現(xiàn)在薄膜存在的大問題是，隨著源功率增加到250瓦以上時(shí)，需要增加產(chǎn)品并且需要更長時(shí)間的新薄膜材料。三星已經(jīng)能夠使用自己內(nèi)部系統(tǒng)的光化學(xué)mask來進(jìn)行審查，它現(xiàn)在能夠用于7nm，英特爾也表示仍然需要光化學(xué)mask檢查。
據(jù)三星報(bào)告，mask空白缺陷現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到HVM《5的目標(biāo)。這算是一個(gè)很大的改進(jìn)，在SEMICON West 2016上，空白缺陷限制了EUV的使用，僅僅能在暗場mask和低開放面積。
按照英特爾說法，光刻膠不會(huì)引入到EUV，但更好的隨機(jī)現(xiàn)象需要匹配到193。三星則表示，抗蝕劑性能對(duì)于7nm是可行的，但需要更佳的靈敏度。英特爾提到，ASML在晶片臺(tái)和光學(xué)元件之間引入一個(gè)膜，為光刻膠開辟了新材料的選擇，因?yàn)樗軌虮Ｗo(hù)光學(xué)元件面授光刻膠外泄的影響。然而并沒有更多關(guān)于LWR的討論，雖然LWR是EUV最大的謎團(tuán)。專家則表示，在7nm EUV初步階段的使用將用于過孔，他們對(duì)LWR不太敏感，這種改進(jìn)需要在5nm階段。
其他意見
會(huì)議上有關(guān)于EUV有趣的討論：
EUV技術(shù)的遲到如何能給技術(shù)更多的成熟時(shí)間和行業(yè)準(zhǔn)備。當(dāng)EUV將要替換多圖案作為單一曝光技術(shù)，未來在設(shè)備制造廠商將會(huì)需要更多的蝕刻和沉積系統(tǒng)的人才，這也會(huì)是設(shè)備制造商的一大難題。如今，EUV正準(zhǔn)備滲透到行業(yè)中去，作為一個(gè)互補(bǔ)作用的技術(shù)，而不是去破壞其余OEM的基礎(chǔ)設(shè)施。
總結(jié)：
根據(jù)會(huì)議要點(diǎn)，可以樂觀的看出，我們將在2018年晚些時(shí)候開始在特定水準(zhǔn)上看到EUV的制造使用，并能夠在2019年進(jìn)行更廣泛的使用。預(yù)計(jì)2018年三星會(huì)大量使用EUV，其次是格羅方德。臺(tái)積電和英特爾可能將會(huì)在2019年和2020年。