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作者: Dylan McGrath 英特爾出錢資助極紫外線（EUV）光刻技術(shù)的研發(fā)，但該技術(shù)仍然是項進(jìn)展中的工作。當(dāng)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(fā)力度時，極紫外光刻技術(shù)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(yè)務(wù)發(fā)展高級主管David Brandt表示。Cymer是ASML的長期光源開發(fā)商。 在確保EUV技術(shù)按計劃發(fā)展以使該技術(shù)能投產(chǎn)方面，英特爾已有既得利益，即使該技術(shù)的研發(fā)進(jìn)度比英特爾最初預(yù)期的慢得多。英特爾和其它屈指可數(shù)的領(lǐng)先芯片制造商有一切理由支持具成本效益的EUV光刻技術(shù)，以將其從將193nm光學(xué)光刻擴(kuò)展到10nm及更精微節(jié)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(shù)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(chǎn)。雖然有報道說，EUV技術(shù)又有增量發(fā)展，但仍有工作要做——就如同該技術(shù)在半導(dǎo)體國際技術(shù)路線圖（ITRS）最初發(fā)布時一樣。對EUV來說，最好的結(jié)果是，距批量生產(chǎn)仍有幾年時間，它仍然沒有穩(wěn)操勝券。 在前不久的SEMICON West展會的演講中，Toppan Photomasks的首席技術(shù)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(shù)生產(chǎn)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(rèn)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(fā)出強(qiáng)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(zhuǎn)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(shù)的生產(chǎn)具成本效益。一些人認(rèn)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(dá)不到；雖然AMSL的首席執(zhí)行官Eric Meurice在近日表示，研究進(jìn)展顯示EUV的吞吐量將有望在2014年和2016年分別達(dá)到每小時70片和125片晶圓。 更多的進(jìn)展 近日，其它EUV技術(shù)的進(jìn)步也有報道： 源功率：Cymer的技術(shù)營銷副總裁Nigel Farrar說，采用預(yù)脈沖（在主脈沖前，對目標(biāo)進(jìn)行預(yù)處理）、使用閉環(huán)控制、在完全重復(fù)速率條件下，在其HVM I源，Cymer現(xiàn)已能實現(xiàn)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(huán)測試條件下，不計在現(xiàn)場用于提高穩(wěn)定性對系統(tǒng)進(jìn)行的降低功率的控制。） Meurice說，實驗室實驗已證明可達(dá)到105瓦，從而支持了ASML的路線圖——在2014年達(dá)到每小時70片、在2016年升級到125片晶圓。他告誡說，仍需現(xiàn)場試驗（而不是實驗室實驗）來驗證該路線圖。Meurice表示，即使現(xiàn)在ASML停止開發(fā)，實驗室數(shù)據(jù)也表明，ASML公司的NXE:3300生產(chǎn)工具——安裝在幾家客戶現(xiàn)場的預(yù)生產(chǎn)NXE 3100系統(tǒng)的繼任者，基于其優(yōu)越的架構(gòu)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(fā)，當(dāng)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(jī)時間在意料之外，其余的都是計劃中的維護(hù)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(wěn)定反射率。集熱器的反射率是關(guān)鍵問題，因為更換集熱器是件相當(dāng)費(fèi)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(rèn)，EUV掩膜不是無缺陷的。Kalk說，由于相關(guān)的復(fù)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(fù)。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(chǎn)情況下，設(shè)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(yīng)地移動和旋轉(zhuǎn)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(chǎn)前，沒人知道EUV掩模究竟能持續(xù)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(xiàn)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(shù))，在引入193nm光刻技術(shù)的最初六年左右會出現(xiàn)。“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(jìn)一步研發(fā)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(tǒng)（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(chǎn)最終會上量，新問題會出現(xiàn)，他說。 |
