英特尔芯片纵已出世，EUV仍未稳操胜券
发布时间：2012-9-11 11:23
发布者：wp1981
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作者: Dylan McGrath 英特尔出钱资助极紫外线（EUV）光刻技术的研发，但该技术仍然是项进展中的工作。当英特尔公司前不久投入41亿美元的股票和资金，以帮助提高450mm晶圆和EUV光刻工具的研发力度时，极紫外光刻技术的支持者有理由感到鼓舞。 “这是我在很长一段时间听到的最好消息。”Cymer公司EUV营销和业务发展高级主管David Brandt表示。Cymer是ASML的长期光源开发商。 在确保EUV技术按计划发展以使该技术能投产方面，英特尔已有既得利益，即使该技术的研发进度比英特尔最初预期的慢得多。英特尔和其它屈指可数的领先芯片制造商有一切理由支持具成本效益的EUV光刻技术，以将其从将193nm光学光刻扩展到10nm及更精微节点的痛苦和开支中解救出来。Brandt和其他人将英特尔对EUV的支持看作是对该再三延期推出技术的可行性的背书。 但仅有英特尔的资助尚不足以使EUV投入生产。虽然有报道说，EUV技术又有增量发展，但仍有工作要做——就如同该技术在半导体国际技术路线图（ITRS）最初发布时一样。对EUV来说，最好的结果是，距批量生产仍有几年时间，它仍然没有稳操胜券。 在前不久的SEMICON West展会的演讲中，Toppan Photomasks的首席技术官Franklin Kalk表示：源功率、掩膜缺陷和光致抗蚀剂性能仍是使用EUV技术生产芯片所面临的三个问题。但Kalk表示，源功率仍然是主要障碍，它位列头号障碍已有时日。 三年前，Kalk说，掩膜缺陷被认为是EUV的主要绊脚石，并因此成为Toppan和其竞争对手的“眼中钉”。但在过去两年，未能开发出强大、可靠、足以提供足够工具吞吐量的源已成为最大问题。“我希望源功率会足够大，以使他们开始再次将注意力转向掩膜。” 芯片制造商需要每小时100至150片晶圆吞吐量的EUV工具，以使采用EUV技术的生产具成本效益。一些人认为每小时60至80片晶圆的工具吞吐量将是效益起始点。目前，连起始点吞吐量都达不到；虽然AMSL的首席执行官Eric Meurice在近日表示，研究进展显示EUV的吞吐量将有望在2014年和2016年分别达到每小时70片和125片晶圆。 更多的进展 近日，其它EUV技术的进步也有报道： 源功率：Cymer的技术营销副总裁Nigel Farrar说，采用预脉冲（在主脉冲前，对目标进行预处理）、使用闭环控制、在完全重复速率条件下，在其HVM I源，Cymer现已能实现约50W的曝光功率。（早在二月，Cymer也曾报告过50W的平均功耗，但是在开环测试条件下，不计在现场用于提高稳定性对系统进行的降低功率的控制。） Meurice说，实验室实验已证明可达到105瓦，从而支持了ASML的路线图——在2014年达到每小时70片、在2016年升级到125片晶圆。他告诫说，仍需现场试验（而不是实验室实验）来验证该路线图。Meurice表示，即使现在ASML停止开发，实验室数据也表明，ASML公司的NXE:3300生产工具——安装在几家客户现场的预生产NXE 3100系统的继任者，基于其优越的架构和能源效率，也将支持每小时30至40片晶圆的吞吐量。（目前停止研发，当然这并非计划）。 源可用性：Farrar说，过去两个季度，Cymer的HVM I源一直具有约70％的可用性，而以前季度是50％。只有约10％的停机时间在意料之外，其余的都是计划中的维护时间。 源集热器的耐久性：在超过300亿次脉冲下，Cymer已证明其EUV源集热器的稳定反射率。集热器的反射率是关键问题，因为更换集热器是件相当费劲的事，而集热器的性能会随着时间而减弱。Cymer公司不知道更换一次源集热器可以工作多久，但一年多、300亿个脉冲令人鼓舞。 掩膜缺陷：Kalk承认，EUV掩膜不是无缺陷的。Kalk说，由于相关的复杂性，每个EUV掩膜坯(mask blank)都会有缺陷，多层掩膜坯缺陷无法修复。但掩膜缺陷必须足够少，以保证不影响工作，他说。在存储器生产情况下，设计模式有足够冗余，如果掩膜制造商知道缺陷在哪里，就可以相应地移动和旋转掩膜，以避开缺陷书写模式。需要提升坯和膜检测工具的性能，以及掩膜书写器的精度，Kalk指出。 掩膜耐久性：在被用于大批量生产前，没人知道EUV掩模究竟能持续工作多长时间。Kalk说，不同的掩膜耐久性问题——包括掩膜表面出现斑点以及随后掩膜吸收器性能的退化 (取决月基于掩膜曝光次数)，在引入193nm光刻技术的最初六年左右会出现。“我们开始遇到问题。”Kalk说，“我甚至不知道会在哪里，但我们肯定会遇到问题。” 所需工具：要到2018年左右，EUV掩膜所需的完整工具包才会到位，Kalk说。他说，需要进一步研发坯和掩膜检测工具，以及用于光罩缺陷和可印性分析的卡尔蔡司EUV光化空气图像测量系统（AIMS）。Kalk表示，在完整的掩膜工具包到位前，可实施EUV插入，但将需要一个“桥梁策略”。随着生产最终会上量，新问题会出现，他说。 |
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