分析EUV光刻技术发展滞后的原因曝光功率

2019-03-08 06:24:36 来源: 丰台信息港

分析EUV光刻技术发展滞后的原因:曝光功率不足导致产出量太低 - FPGA/CPLD - 电子工程

目前商用型EUV光刻机的主要厂商ASML公司刚刚将其”预产型“EUV光刻机NXE:3100交付给了三星公司,而比利时IMEC研究机构也宣布安装了一部这样的光刻设备。这种型号的光刻机使用的是Cymer公司制造的LPP光源系统。

按照IMEC的说法,这种光刻机可以刻制24nm线宽的线形或26nm直径的孔洞图案,应用偶极离轴照明技术( dipole illumination)之后,小线宽/线间距尺寸还可以进一步缩小到20nm。

由于曝光功率以及其它几个方面的发展存在滞后,因此巴克莱资本公司的分析师C. J. Muse称:”我们推测ASML公司交付给三星的那台NXE3100的芯片产出量目前恐怕只能达到片晶圆/小时左右,而要达到接近193nm液浸式光刻+双重成像技术的水平,至少要将产出量提升到50片晶圆/小时,两者显然相差甚远。“有些厂商甚至称EUV光刻机的产出量目前只能以每天为单位来计算。

讽刺的是,按照人们原先的预想,EUV光刻工具本应早在65nm节点制程便开始启用,不过由于在光源,掩膜版缺陷,光阻胶技术以及量测技术方面的研发上遇到了许多问题,因此EUV技术直到目前也迟迟未能成为主流。

尽管如此,由于目前使用的193nm液浸光刻+多重成像技术要想继续沿用到更高等级的制程节点,其难度和成本也在不断增加,因此高端芯片厂商仍然在竭力支持量产化EUV技术的研发,不过由于EUV技术实在不争气,厂商们目前别无选择,只有继续使用双重成像技术。人们现在的预计是,EUV技术可能会在16nm节点制程开始启用。

IMEC的发言人也承认,尽管在EUV光刻所用的光阻胶技术方面有所发展,但在提高曝光功率方面仍然存在一些问题,”曝光功率增加方面我们的进度有所拖延。“不过他同时表示EUV光刻的产出量性能方面已经比过去提高了二十倍左右,”到今年年底,我们还需要将产出量再提高10倍。“

EUV光刻设备曝光功率不足的问题:

据台积电研发副总裁蒋尚义表示,要想将产出量提升到片/小时,EUV光刻工具的曝光功率需要达到200W的等级。而眼下ASML NXE3100机型配用的Cymer LPP光源其曝光功率仅10W左右。他并表示除了曝光功率之外,成本也是另外一个较大的问题。

目前台积电正在积极研发多种光刻技术,未来几个月内,另外一台3100EUV光刻机也将送抵台积电。除了EUV光刻技术之外,台积电也在研究无掩膜电子束直写技术(E-Beam),他们正在与Mapper Lithography公司合作,在其Fab12工厂内试验电子束直写设备。

EUV光刻机的照明光源设备厂商有Cymer,Gigaphoton,Ushio等几家(前两家主要生产LPP光源),其中Cymer制造的EUV光源系统主要是基于激光等离子技术(LPP)的,这家公司目前共售出了4套这样的LPP光源系统,其客户包括三星等大厂,不过Cymer自己也承认其光源系统的功率指标没有达到既定的目标。巴克莱的分析师Muse表示:”从EUV用光源系统的角度上讲,Cymer相比其它的公司而言目前还是占有地位。“

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