●EUV技術目前的定位困境
由于193nm沉(chen)浸式工(gong)藝的(de)(de)延伸性非(fei)常強,同時EUV技術(shu)(shu)耗資(zi)巨大進展緩慢。現(xian)在各家廠商對(dui)于EUV光刻目前(qian)(qian)的(de)(de)應(ying)用,基(ji)本上(shang)可以用絕望來形(xing)容(rong),但是(shi)對(dui)于這項(xiang)技術(shu)(shu)未(wei)來的(de)(de)前(qian)(qian)景,所有開發(fa)商都(dou)從未(wei)放棄。EUV的(de)(de)問(wen)題(ti)到現(xian)在都(dou)還沒找到合適的(de)(de)快速穩定性變的(de)(de)光溶膠,找不到合適的(de)(de)光溶膠,刻深和侵蝕速率就沒辦法控制(zhi)。
EUV技術所需要的(de)掩膜
各家廠商都清楚,半導體工藝(yi)向(xiang)往下刻,使用EUV技術(shu)是(shi)(shi)必須的(de)(de)(de)。而(er)且EUV技術(shu)也能(neng)(neng)(neng)通過液相折(zhe)射(she)(she)來降低波長(chang),因為(wei)所有折(zhe)射(she)(she)都可(ke)以降低波長(chang),也就是(shi)(shi)說EUV技術(shu)可(ke)以有效拓展工藝(yi)深度。但是(shi)(shi)現在困擾光刻膠(jiao)的(de)(de)(de)問(wen)題不是(shi)(shi)波長(chang),而(er)是(shi)(shi)頻(pin)率,光的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)不夠,就沒辦(ban)法誘發反應。波長(chang)越(yue)短,頻(pin)率越(yue)高(gao),光的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)正比于頻(pin)率,反比于波長(chang)。但是(shi)(shi)因為(wei)頻(pin)率過高(gao),傳統的(de)(de)(de)光溶膠(jiao)直接就被打穿(chuan)了。現在材料(liao)學,固體物(wu)理(li)(li)和凝聚態物(wu)理(li)(li)已經從全部方(fang)向(xiang)上開(kai)始制約半導體工藝(yi)的(de)(de)(de)發展了。
在45nm工藝(yi)的蝕刻方面,EUV技術已經展現出一些(xie)特點
所(suo)以(yi)現在(zai)EVU技術要突破,從(cong)外部(bu)支持來(lai)講,要換(huan)光溶膠,但是(shi)合適的一直沒找到(dao)。而從(cong)EUV技術自身來(lai)講,同時盡可(ke)能的想辦(ban)法降低輸出能量。
Intel和IBM還有(you)都已經用(yong)EVU蝕刻出一些圖案,問(wen)題是不是光刻出圖案就(jiu)可以了,影(ying)響刻蝕質量的因素除了邊(bian)緣穩定性,還有(you)刻深(shen)。
EUV(極紫外線光(guang)刻技術(shu))是下一代光(guang)刻技術(shu)(<32nm節點的(de)光(guang)刻技術(shu))。它是采用波長為13.4nm的(de)軟x射線進行光(guang)刻的(de)技術(shu)。英特爾、IBM是EUV光(guang)刻技術(shu)的(de)積(ji)極支(zhi)持者,ASML、尼(ni)康、佳能是EUV光(guang)刻機的(de)開(kai)發商。根據2007年得到的(de)資料,ASML已研(yan)制出2臺試用型EUV光(guang)刻機供32nnl工藝研(yan)發用,不作生產用,設備名稱AlphaDemoTool(ADT),價(jia)格(ge)6500萬美(mei)元。一臺給美(mei)國(guo)紐約(yue)州(zhou)Albang大(da)學(xue)納米科(ke)學(xue)與工程學(xue)院(CSNE),另一臺給比利(li)時IMEC微(wei)電(dian)子中心。
近年來(lai),EUV光(guang)刻技(ji)術研究成果與戰(zhan)績:
1、2004年9月日本(ben)EUV光(guang)刻系統開發協(xie)會表示(shi),正(zheng)在(zai)瞄(miao)準CO2激光(guang)光(guang)源(yuan),它(ta)可降低(di)激光(guang)成本(ben)20%。該協(xie)會正(zheng)在(zai)研究2種光(guang)源(yuan),一是成本(ben)較(jiao)高的(de)激光(guang)產(chan)生的(de)等(deng)離子,在(zai)中等(deng)聚焦(jiao)下,消(xiao)耗(hao)3.1W功率。若添加一個調壓放大器,將(jiang)YAG激光(guang)功率從現在(zai)的(de)1.3kW提高到1.5 kW,最終達4 kW 目標;二是存在(zai)碎片(pian)問題的(de)放電產(chan)生等(deng)離子。
2、2005年(nian)德國xfreme Tech公司開發出(chu)800W EUV光源,2010年(nian)可達(da)1000W。
3、2006年(nian)(nian)9月(yue)歐洲(zhou)FocusGmH、Bielefeld大學和Maine大學聯合(he)推出用于EUV光刻(ke)機(ji)的光致(zhi)電子顯微鏡,它對芯片(pian)不產生破壞(huai)作用,測(ce)量精度可達20nm特征尺寸(cun)。它是歐洲(zhou)委員會資(zi)助EUV開發MoreMoor項目,為期3年(nian)(nian)(2004~2006年(nian)(nian)),投資(zi)2325萬歐元。
臺積電公司訂購ASML公司極紫外光刻(ke)系(xi)統Twinscan NXE3100
4、2006年12月ASML以2.7億(yi)美元收購半導體設計(ji)(ji)晶圓制造技(ji)(ji)術商BrionTech公司,后(hou)者致力(li)于計(ji)(ji)算光(guang)刻市(shi)場,包(bao)括設計(ji)(ji)驗證(zheng)、刻線(xian)增強技(ji)(ji)術和光(guang)學矯正等。
目前EUV光刻技術存在的問題:
造價太高,高達6500萬美元,比193nm ArF浸沒式光刻機貴;
未找到合適的光源;
沒有無缺陷的掩模;
未研發出合適的光刻膠;
人力資源缺乏;
不能(neng)用于(yu)22nm工藝早期開(kai)發(fa)工作(zuo)。
雖然(ran)目前(qian)EUV光(guang)刻技(ji)術還(huan)存在不少問(wen)題(ti),但業(ye)界并未對它判處“死刑”,但是Intel和IBM之前(qian)的表態(tai),充分表明(ming)193 nmArF浸沒式(shi)光(guang)刻技(ji)術將成為32nm/22nm工藝的主流光(guang)刻技(ji)術,EUV要想發揮實(shi)力還(huan)得等待時機。