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【兆恒机械】光刻技术在半导体产业中的重要地位(9)

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  • 添加日期:2021年03月17日

 

    ●EUV技术目前的定位困境

   由于193nm沉浸式工艺的延伸性非常强,同时EUV技术耗资巨大进展缓慢。现在各家厂商对于EUV光刻目前的应用,基本上可以用绝望来形容,但是对于这项技术未来的前景,所有开发商都从未放弃。EUV的问题到现在都还没找到合适的快速稳定性变的光溶胶,找不到合适的光溶胶,刻深和侵蚀速率就没办法控制。



EUV技术所需要的掩膜

   各家厂商都清楚,半导体工艺向往下刻,使用EUV技术是必须的。而且EUV技术也能通过液相折射来降低波长,因为所有折射都可以降低波长,也就是说EUV技术可以有效拓展工艺深度。但是现在困扰光刻胶的问题不是波长,而是频率,光的能量不够,就没办法诱发反应。波长越短,频率越高,光的能量正比于频率,反比于波长。但是因为频率过高,传统的光溶胶直接就被打穿了。现在材料学,固体物理和凝聚态物理已经从全部方向上开始制约半导体工艺的发展了。


在45nm工艺的蚀刻方面,EUV技术已经展现出一些特点

   所以现在EVU技术要突破,从外部支持来讲,要换光溶胶,但是合适的一直没找到。而从EUV技术自身来讲,同时尽可能的想办法降低输出能量。

   Intel和IBM还有AMD都已经用EVU蚀刻出一些图案,问题是不是光刻出图案就可以了,影响刻蚀质量的因素除了边缘稳定性,还有刻深。

   EUV(极紫外线光刻技术)是下一代光刻技术(<32nm节点的光刻技术)。它是采用波长为13.4nm的软x射线进行光刻的技术。英特尔、IBM是EUV光刻技术的积极支持者,ASML、尼康、佳能是EUV光刻机的开发商。根据2007年得到的资料,ASML已研制出2台试用型EUV光刻机供32nnl工艺研发用,不作生产用,设备名称AlphaDemoTool(ADT),价格6500万美元。一台给美国纽约州Albang大学纳米科学与工程学院(CSNE),另一台给比利时IMEC微电子中心。

   近年来,EUV光刻技术研究成果与战绩:

   1、2004年9月日本EUV光刻系统开发协会表示,正在瞄准CO2激光光源,它可降低激光成本20%。该协会正在研究2种光源,一是成本较高的激光产生的等离子,在中等聚焦下,消耗3.1W功率。若添加一个调压放大器,将YAG激光功率从现在的1.3kW提高到1.5 kW,最终达4 kW 目标;二是存在碎片问题的放电产生等离子。

   2、2005年德国xfreme Tech公司开发出800W EUV光源,2010年可达1000W。

   3、2006年9月欧洲FocusGmH、Bielefeld大学和Maine大学联合推出用于EUV光刻机的光致电子显微镜,它对芯片不产生破坏作用,测量精度可达20nm特征尺寸。它是欧洲委员会资助EUV开发MoreMoor项目,为期3年(2004~2006年),投资2325万欧元。


台积电公司订购ASML公司极紫外光刻系统Twinscan NXE3100

   4、2006年12月ASML以2.7亿美元收购半导体设计晶圆制造技术商BrionTech公司,后者致力于计算光刻市场,包括设计验证、刻线增强技术和光学矫正等。

   目前EUV光刻技术存在的问题:
   造价太高,高达6500万美元,比193nm ArF浸没式光刻机贵;
   未找到合适的光源;
   没有无缺陷的掩模;
   未研发出合适的光刻胶;
   人力资源缺乏;
   不能用于22nm工艺早期开发工作。

   虽然目前EUV光刻技术还存在不少问题,但业界并未对它判处“死刑”,但是Intel和IBM之前的表态,充分表明193 nmArF浸没式光刻技术将成为32nm/22nm工艺的主流光刻技术,EUV要想发挥实力还得等待时机。