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初预期的慢得多。英特尔和其它屈指可数的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)初发布时一样。对EUV来说,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”。随着生产终会上量,新问题会出现,他说。 |