《電子技術(shù)應(yīng)用》
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EUV微影技術(shù)7nm制程正在接近 5nm制程還比較遙遠(yuǎn)

2018-11-01
關(guān)鍵詞: 英特爾 7nm制程 5nm制程

  EUV被認(rèn)為是推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制造更小芯片的重要里程碑,但是根據(jù)目前的EUV微影技術(shù)發(fā)展進(jìn)程來(lái)看,10奈米(nm)和7nm制程節(jié)點(diǎn)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,就是5nm仍存在很大的挑戰(zhàn)。

  EUV微影技術(shù)將在未來(lái)幾年內(nèi)導(dǎo)入10奈米(nm)和7nm制程節(jié)點(diǎn)。 不過(guò),根據(jù)日前在美國(guó)加州舉辦的ISS 2018上所發(fā)布的分析顯示,實(shí)現(xiàn)5nm芯片所需的光阻劑仍存在挑戰(zhàn)。

  極紫外光(extreme ultraviolet;EUV)微影技術(shù)將在未來(lái)幾年內(nèi)導(dǎo)入10奈米(nm)和7nm制程節(jié)點(diǎn)。 不過(guò),根據(jù)日前在美國(guó)加州舉辦的年度產(chǎn)業(yè)策略研討會(huì)(Industry Strategy Symposium;ISS 2018)所發(fā)布的分析顯示,實(shí)現(xiàn)5nm芯片所需的光阻劑(photoresist)仍存在挑戰(zhàn)。

  同時(shí),EUV制造商ASML宣布去年出貨了10臺(tái)EUV系統(tǒng),今年將再出貨20至22臺(tái)。 該系統(tǒng)將擁有或至少可支持每小時(shí)生產(chǎn)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(jīng)到位,但對(duì)于5nm來(lái)說(shuō),光阻劑的缺陷仍然高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。 」

  經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,新的和昂貴的系統(tǒng)均有助于為下一代芯片提供所需的優(yōu)質(zhì)特性,并縮短制造時(shí)間。 Scotten說(shuō),這些系統(tǒng)將首先用于制造微處理器等邏輯芯片,隨后再應(yīng)用于DRAM,但現(xiàn)今的3D NAND閃存芯片已經(jīng)不適用了。

  「EUV大幅減少了開發(fā)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(shí)并不明顯。 此外,還有其他很多的好處,即使沒什么成本優(yōu)勢(shì),它仍然具有價(jià)值。 」

  Jones預(yù)計(jì),ASML將在2019-2020年之間再出貨70臺(tái)系統(tǒng)。 這將足以支持在Globalfoundries、英特爾(Intel)、三星(Samsung)和臺(tái)積電(TSMC)規(guī)劃中的生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)。

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  除了EUV系統(tǒng)本身,其他重要的挑戰(zhàn)還包括薄膜、光罩測(cè)試儀和抗蝕劑

  Jones表示,ASML計(jì)劃將系統(tǒng)的正常運(yùn)行時(shí)間從現(xiàn)在的75%提高到90%,這同時(shí)也是微影技術(shù)業(yè)者最關(guān)切的問(wèn)題。 此外,他表示相信該公司將會(huì)及時(shí)發(fā)布所需的薄膜,以保護(hù)EUV晶圓避免微塵的污染。

  為了開發(fā)針對(duì)5nm可用的抗蝕劑,「我們有12到18個(gè)月的時(shí)間來(lái)進(jìn)行重大改善。 業(yè)界將在明年產(chǎn)出大量晶圓,這將有所幫助。 」Jones并估計(jì),到2019年晶圓廠將生產(chǎn)近100萬(wàn)片EUV晶圓,到了2021年更將高達(dá)340萬(wàn)片晶圓。

  ASML的目標(biāo)是在2020年時(shí),將其250W光源所能達(dá)到的每小時(shí)145片晶圓的吞吐量提高到155片/時(shí)。 ASML企業(yè)策略和營(yíng)銷副總裁Peter Jenkins在ISS上指出,該公司已經(jīng)展示實(shí)驗(yàn)室可行的375W光源了。

  目前該公司的薄膜已經(jīng)能通過(guò)83%的光線了,至今也以245W光源進(jìn)行超過(guò)7,000次的晶圓曝光測(cè)試了。 然而,第二代7nm節(jié)點(diǎn)在搭配用于250W或更高的光源時(shí),預(yù)計(jì)還需要一個(gè)傳輸率達(dá)到90%的薄膜。


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