EUV微影技術(shù)仍待克服重重障礙 2020年將用于關(guān)鍵步驟

電子發(fā)燒友早八點訊： 極紫外光（EUV）微影技術(shù)持續(xù)取得重大進展。在日前于美國加州圣荷西舉行的國際光電工程學會（SPIE）年度會議上，英特爾（Intel）與三星（Samsung）的專家表示，EUV正緩步進展中，但短時間內(nèi)仍存在相當?shù)恼系K，這讓任何一家公司都難以公開承諾何時才能開始使用這項技術(shù)。

另外，比利時微電子研究中心（Imec） 宣布使用EUV制造5nm制程技術(shù)的技巧，將有助于當今所的浸入式掃描儀。一般預(yù)期，EUV將在2020年左右被采用于幾個關(guān)鍵步驟中，從而免于使當今193nm浸入式步進器所需的四次曝光。

KLA-Tencor首席技術(shù)專家Ben Tsai在SPIE先進微影（SPIE Advanced Lithography）大會的主題演講中提到：「我認為沉入式微影技術(shù)將成為主力，而EUV則將用于選擇層?！?/p>

三星指出，該公司積極推動在去年10月宣布的計劃，將EUV用于7nm制程節(jié)點，但該公司尚未透露如何以及何時實現(xiàn)。英特爾則重申過去幾年來的指導(dǎo)原則——「EUV十分適用于在7nm節(jié)點使用EUV極其理想，但得等到一切準備就緒后才會導(dǎo)入?！?/p>

在現(xiàn)有的8個核心EUV計劃中，有6項計劃已經(jīng)準備好或即將就緒。英特爾EUV計劃負責人Britt Turkot指出，用于覆蓋EUV晶圓的防塵薄膜仍在開發(fā)中，而用于檢測EUV光罩的新工具也還驗證中。

在8項核心的EUV計劃中有6項已經(jīng)準備就緒了（來源：Intel）

三星在年度會議中提到一款適用于7nm的EUV光罩檢測工具，該公司自2012年起即已開始投入該技術(shù)的研發(fā)了。Turkot表示，缺少來自第三方的工具，并不能阻止EUV投入使用，但可能降低良率以及增加成本。

三星EUV計劃負責人Seong-Sue Kim表示，去年底生產(chǎn)其首款EUV光罩，僅存在幾處瑕疪，正適用于修復(fù)?！高@是一項驚人的成就，在我開始工作時，如果少了EUV，這幾乎不可能實現(xiàn)。」

帶領(lǐng)英特爾整體光罩運作的Frank Abboud表示，英特爾自1992年以來致力于開發(fā)EUV光罩。英特爾的EUV工具他認為光罩并不會是EUV的把關(guān)項目，并展示英特爾在2014年為光罩設(shè)計的全新多光束工具。

英特爾在去年為晶圓廠出貨其首款產(chǎn)品質(zhì)量的EUV光罩。Turkot指出，英特爾的EUV光罩試產(chǎn)線已經(jīng)開發(fā)出用于14、10和7nm等多種無缺陷的EUV網(wǎng)線了。

發(fā)展道路漫長曲折

英特爾和三星的半導(dǎo)體專家都認為，EUV光源功率已經(jīng)朝向250W目標邁出了重大步伐。然而，EUV制造商ASML在去年年底報告的210W實驗室展示以及現(xiàn)有最佳系統(tǒng)的130W之間仍存在差距。

EUV光源所需的液滴產(chǎn)生器和收集器壽命不斷在延長中，而且也變得更可預(yù)測。 Turkot指出，另一家EUV光源供貨商——日本Gigaphoton開發(fā)的產(chǎn)品展現(xiàn)了「令人鼓舞的結(jié)果」。

她說，整個EUV的運轉(zhuǎn)時間正不斷改善中，但還不夠快。在去年年底時，最新的3350B系統(tǒng)可作業(yè)的時間超過了75%，比去年的結(jié)果提高了約5%。

英特爾認為，EUV系統(tǒng)的可用性持續(xù)提高，但進展速度還不夠快（來源：Intel）

Turkot樂觀表示，用于避免EUV晶圓缺陷的防塵薄膜正續(xù)改善、新的試產(chǎn)薄膜與量產(chǎn)薄膜也開發(fā)中。Kim則指出，新的防塵薄膜材料必須能夠承受250W的生產(chǎn)掃描儀。

光阻劑材料即將達到7nm的性能目標，但還要更高的靈敏度。Kim說，這些化學品并不至于成為使用EUV的限制，但如果該技術(shù)進展仍無法克服線寬邊緣的粗糙度和邊緣布局等問題，未來將會限制EUV的發(fā)展。

「一旦工具啟動以及運轉(zhuǎn)，我們就會看到光罩出現(xiàn)越來越多的缺陷，」Turkot說，「我們可能不明白原因，但在多個工具中都會出現(xiàn)這樣的問題，」包括最新的3350B。

好消息是業(yè)界目前正使用了14套EUV系統(tǒng)，其中6套是3350B，Turkot說。該設(shè)備持續(xù)擴展的數(shù)據(jù)組合有助于更快速地辨識圖樣，從而可能加快進展的腳步。

她將二十多年的EUV開發(fā)計劃描述為一條漫長而曲折的道路。「目的地就在彎道附近…我們必須注意目前所在位置以及看清前方道路?！?/p>

Imec描述一種EUV途徑，可用于創(chuàng)造5nm邏輯節(jié)點、42nm 金屬-1層間距以及32nm M2。它象征著采用來自研究機構(gòu)的EUV技術(shù)首次完整實現(xiàn)的制程節(jié)點，并將有助于開拓此技術(shù)。

Imec說，單次EUV阻擋步驟可以完成自對準四極圖案化（SAQP）設(shè)計，同時還能僅使用浸入式步進機降低20%的成本。該公司并描述將EUV用于單一圖案化的步驟，有助于削減了SAQP與三重阻障層。然而，這種替代技術(shù)可能帶來成本與復(fù)雜度增加的問題。

編譯：Susan Hong

（參考原文：EUV Progress， Hurdles Cited，by Rick Merritt）

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