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EUV微影技术7nm制程正在接近 5nm制程还比较遥远

2018-11-01

  EUV被认为是推动半导体产业制造更小芯片的重要里程碑,但是根据目前的EUV微影技术发展进程来看,10奈米(nm)和7nm制程节点已经准备就绪,就是5nm仍存在很大的挑战。

  EUV微影技术将在未来几年内导入10奈米(nm)和7nm制程节点。 不过,根据日前在美国加州举办的ISS 2018上所发布的分析显示,实现5nm芯片所需的光阻剂仍存在挑战。

  极紫外光(extreme ultraviolet;EUV)微影技术将在未来几年内导入10奈米(nm)和7nm制程节点。 不过,根据日前在美国加州举办的年度产业策略研讨会(Industry Strategy Symposium;ISS 2018)所发布的分析显示,实现5nm芯片所需的光阻剂(photoresist)仍存在挑战。

  同时,EUV制造商ASML宣布去年出货了10台EUV系统,今年将再出货20至22台。 该系统将拥有或至少可支持每小时生产125片晶圆所需的250W雷射光源。

  IC Knowledge总裁Scotten Jones表示:「在7nm采用EUV的主要部份已经到位,但对于5nm来说,光阻剂的缺陷仍然高出一个数量级。 」

  经过20多年的发展,新的和昂贵的系统均有助于为下一代芯片提供所需的优质特性,并缩短制造时间。 Scotten说,这些系统将首先用于制造微处理器等逻辑芯片,随后再应用于DRAM,但现今的3D NAND闪存芯片已经不适用了。

  「EUV大幅减少了开发周期以及边缘定位的误差。。.,但成本降低的不多,至少一开始时并不明显。 此外,还有其他很多的好处,即使没什么成本优势,它仍然具有价值。 」

  Jones预计,ASML将在2019-2020年之间再出货70台系统。 这将足以支持在Globalfoundries、英特尔(Intel)、三星(Samsung)和台积电(TSMC)规划中的生产节点。

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  除了EUV系统本身,其他重要的挑战还包括薄膜、光罩测试仪和抗蚀剂

  Jones表示,ASML计划将系统的正常运行时间从现在的75%提高到90%,这同时也是微影技术业者最关切的问题。 此外,他表示相信该公司将会及时发布所需的薄膜,以保护EUV晶圆避免微尘的污染。

  为了开发针对5nm可用的抗蚀剂,「我们有12到18个月的时间来进行重大改善。 业界将在明年产出大量晶圆,这将有所帮助。 」Jones并估计,到2019年晶圆厂将生产近100万片EUV晶圆,到了2021年更将高达340万片晶圆。

  ASML的目标是在2020年时,将其250W光源所能达到的每小时145片晶圆的吞吐量提高到155片/时。 ASML企业策略和营销副总裁Peter Jenkins在ISS上指出,该公司已经展示实验室可行的375W光源了。

  目前该公司的薄膜已经能通过83%的光线了,至今也以245W光源进行超过7,000次的晶圆曝光测试了。 然而,第二代7nm节点在搭配用于250W或更高的光源时,预计还需要一个传输率达到90%的薄膜。