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作者: Dylan McGrath 英特爾出錢資助極紫外線（EUV）光刻技術的研發，但該技術仍然是項進展中的工作。當英特爾公司前不久投入41億美元的股票和資金，以幫助提高450mm晶圓和EUV光刻工具的研發力度時，極紫外光刻技術的支持者有理由感到鼓舞。 “這是我在很長一段時間聽到的最好消息。”Cymer公司EUV營銷和業務發展高級主管David Brandt表示。Cymer是ASML的長期光源開發商。 在確保EUV技術按計劃發展以使該技術能投產方面，英特爾已有既得利益，即使該技術的研發進度比英特爾最初預期的慢得多。英特爾和其它屈指可數的領先芯片制造商有一切理由支持具成本效益的EUV光刻技術，以將其從將193nm光學光刻擴展到10nm及更精微節點的痛苦和開支中解救出來。Brandt和其他人將英特爾對EUV的支持看作是對該再三延期推出技術的可行性的背書。 但僅有英特爾的資助尚不足以使EUV投入生產。雖然有報道說，EUV技術又有增量發展，但仍有工作要做——就如同該技術在半導體國際技術路線圖（ITRS）最初發布時一樣。對EUV來說，最好的結果是，距批量生產仍有幾年時間，它仍然沒有穩操勝券。 在前不久的SEMICON West展會的演講中，Toppan Photomasks的首席技術官Franklin Kalk表示：源功率、掩膜缺陷和光致抗蝕劑性能仍是使用EUV技術生產芯片所面臨的三個問題。但Kalk表示，源功率仍然是主要障礙，它位列頭號障礙已有時日。 三年前，Kalk說，掩膜缺陷被認為是EUV的主要絆腳石，并因此成為Toppan和其競爭對手的“眼中釘”。但在過去兩年，未能開發出強大、可靠、足以提供足夠工具吞吐量的源已成為最大問題。“我希望源功率會足夠大，以使他們開始再次將注意力轉向掩膜。” 芯片制造商需要每小時100至150片晶圓吞吐量的EUV工具，以使采用EUV技術的生產具成本效益。一些人認為每小時60至80片晶圓的工具吞吐量將是效益起始點。目前，連起始點吞吐量都達不到；雖然AMSL的首席執行官Eric Meurice在近日表示，研究進展顯示EUV的吞吐量將有望在2014年和2016年分別達到每小時70片和125片晶圓。 更多的進展 近日，其它EUV技術的進步也有報道： 源功率：Cymer的技術營銷副總裁Nigel Farrar說，采用預脈沖（在主脈沖前，對目標進行預處理）、使用閉環控制、在完全重復速率條件下，在其HVM I源，Cymer現已能實現約50W的曝光功率。（早在二月，Cymer也曾報告過50W的平均功耗，但是在開環測試條件下，不計在現場用于提高穩定性對系統進行的降低功率的控制。） Meurice說，實驗室實驗已證明可達到105瓦，從而支持了ASML的路線圖——在2014年達到每小時70片、在2016年升級到125片晶圓。他告誡說，仍需現場試驗（而不是實驗室實驗）來驗證該路線圖。Meurice表示，即使現在ASML停止開發，實驗室數據也表明，ASML公司的NXE:3300生產工具——安裝在幾家客戶現場的預生產NXE 3100系統的繼任者，基于其優越的架構和能源效率，也將支持每小時30至40片晶圓的吞吐量。（目前停止研發，當然這并非計劃）。 源可用性：Farrar說，過去兩個季度，Cymer的HVM I源一直具有約70％的可用性，而以前季度是50％。只有約10％的停機時間在意料之外，其余的都是計劃中的維護時間。 源集熱器的耐久性：在超過300億次脈沖下，Cymer已證明其EUV源集熱器的穩定反射率。集熱器的反射率是關鍵問題，因為更換集熱器是件相當費勁的事，而集熱器的性能會隨著時間而減弱。Cymer公司不知道更換一次源集熱器可以工作多久，但一年多、300億個脈沖令人鼓舞。 掩膜缺陷：Kalk承認，EUV掩膜不是無缺陷的。Kalk說，由于相關的復雜性，每個EUV掩膜坯(mask blank)都會有缺陷，多層掩膜坯缺陷無法修復。但掩膜缺陷必須足夠少，以保證不影響工作，他說。在存儲器生產情況下，設計模式有足夠冗余，如果掩膜制造商知道缺陷在哪里，就可以相應地移動和旋轉掩膜，以避開缺陷書寫模式。需要提升坯和膜檢測工具的性能，以及掩膜書寫器的精度，Kalk指出。 掩膜耐久性：在被用于大批量生產前，沒人知道EUV掩模究竟能持續工作多長時間。Kalk說，不同的掩膜耐久性問題——包括掩膜表面出現斑點以及隨后掩膜吸收器性能的退化 (取決月基于掩膜曝光次數)，在引入193nm光刻技術的最初六年左右會出現。“我們開始遇到問題。”Kalk說，“我甚至不知道會在哪里，但我們肯定會遇到問題。” 所需工具：要到2018年左右，EUV掩膜所需的完整工具包才會到位，Kalk說。他說，需要進一步研發坯和掩膜檢測工具，以及用于光罩缺陷和可印性分析的卡爾蔡司EUV光化空氣圖像測量系統（AIMS）。Kalk表示，在完整的掩膜工具包到位前，可實施EUV插入，但將需要一個“橋梁策略”。隨著生產最終會上量，新問題會出現，他說。 |
