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EUV到达十字路口

大问题是它是否会起作用,还没有明确的答案。但没有EUV,成本和挑战可能会飙升。

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EUV(EUV)光刻是十字路口。2014年代表了该技术的危急年份。事实上,它可能会回答关于EUV的紧迫问题:它是否有效?

现在是为了确定这种决定而言,这是太早的,但对于延迟技术来说,更加不确定性。最初针对65nm节点在20世纪90年代后期,尽管有强劲的行业支持和在技术上花费的数十亿美元,但EUV错过了许多插入窗口。

截至目前,EUV仍延迟,并将错过10nm节点。芯片制造商瞄准EUV 7nm,虽然该技术可能被推出到5米。如前所述,EUV源仍然存在掩码基础设施和抗蚀剂。

在任何情况下,EUV的大型和真正的测试就是正在进行的。去年年底,ASML发布了第一个生产价值的EUV扫描仪。称为NXE:3300b的13.5nm波长工具,具有0.33的数值孔径,分辨率为22nm。

在最近的Spie高级光刻研讨会上,2月份,台长最初希望介绍NXE:3300B的第一个结果。但在台积电官员席位说这个工具掉了下来因为“激光不对准”的问题。然后,ASML表示问题已经解决,该工具在同一周内仍在运行。

那件事只是整个计划中的一个小插曲。更大的问题不是“激光不对准”,而是台积电和其他公司像他们所希望的那样,提供了很少或根本没有关于NXE:3300B实际性能的关键数据。关于过程能力、吞吐量或缺陷级别的细节很少。

所以到目前为止,NXE:3300B的初步结果仍然不确定。尽管如此,ASML/Cymer展示了70瓦的EUV电源,这已经接近了年底拥有80瓦电源的目标。但这些说法有些夸张。“在未经说明的实验室条件下,70W被演示了6分钟,”绅士科学家兼光刻专家克里斯·麦克(Chris Mack)在博客中说。

总而言之,还有更多的问题而不是关于EUV的答案。“电源是今天EUV的大问题,”麦克在接受采访时说。“但即使我们今天要获得一个可行的电源,那么只允许我们剥去下一层洋葱,看看它是下面的内容。直到我们在处理晶圆的工具中有一个高电源,我们不知道掩模缺陷问题真的有多糟糕。我们不知道高功源如何影响掩模或光学器件。最后,我们真的不知道要采取多长时间来解决这些问题。“

显然,这些问题和未知因素导致人们对EUV越来越悲观。Pacific Crest Securities的分析师Weston Twigg表示:“我们认为客户对EUV进展缓慢的速度越来越感到失望。”芯片制造商似乎已经接受了EUV太晚的事实,并且明白它可能永远都无法完全准备好大规模生产。因此,如何延长浸入式光刻技术成为了人们日益关注的问题。”

为什么EUV很重要?
实际上,为了延长193NM浸入,行业正在加紧努力开发新的多个图案化方案,例如自我对齐的双/四重标签和定向自组装(DSA)。

仍然,EUV至关重要,充分理体。打印清晰特征的能力受光波长的限制。今天的一次曝光,193nm的光刻达到了40nm半场的物理限制,但该行业通过用光演奏技巧扩展了光学。

这些诀窍,称为分辨率增强技术(RET),也为混合添加了成本和复杂性。例如,根据Barclays资本,使用193nm浸渍,从28nm处的单次曝光转移到20nm的多个图案化,以提高光刻成本高达56%。

这些成本预计将在14nm及以上的芯片上飙升。因此,从理论上讲,EUV之所以具有吸引力,是因为它使整个行业保持在单次曝光的路径上,从而控制了成本。IBM杰出的工程师Lars Liebmann说,单就成本而言,极紫外紫外线对下一代芯片来说至关重要。“我支持EUV,”他补充道。

LIEBMANN指出,他在IBM的生计围绕开发多种图案化解决方案,但他也是EUV的一个大支持者。他说,如果光刻成本继续攀登,那么芯片制造商可能会留在28nm节点或其他成熟技术,以实现更长的时间。“那种成本也在脱离动机(在芯片制造商中)从移动到下一个节点,”他说。

这种阴郁的情景意味着由于成本因素,在每个节点上将在每个节点中迁移到生产中。又将芯片制造商又能够填补他们的工厂。然后,摩尔定律可能会醒目。“如果我们找不到新的解决方案,我们可以在线结束时,”Liebmann说。

即使euv迟到并在7nm插入,技术仍然具有超过193nm的浸没和多重模式,高级经理和EUV光刻高级经理和副主任仍然有优势。GlobalFoundries。“欧盟仍然可以做光学不能做的事情,”曼加坦说。

尽管如此,EUV将在7nm处需要多种图案方案。根据尼康的说法,欧盟双图案的成本为每晶圆的成本2.5倍,与193NM浸没相比,尼康称。同时,在一个所有的层面模型中,IMEC将单曝光EUV与193NM浸没和7nm的多重图案化之间的理想条件下的处理成本进行了比较。

在一个应用程序中,Imec研究了栅格图案。令人惊讶的是,根据Imec的说法,与193nm的浸泡式多次曝光相比,一个每小时生产50片晶片(wph)的EUV工具增加了近120%的门模处理成本。

对于相同的应用,EUV为85 WPH,达到193nm /多曝光的成本平价。“如果我们每小时达到150个晶圆(用EUV),那么我们可以看到13%的好处,”Arindam Mallik说,一名研究专家IMEC。“从成本的角度来看,FEOL可能不是你可以去的第一个(euv)。”

EUV也为互连的中间线(MOL)的混合结果。Mallik表示,与193nm /多次曝光相比,EUV达到了70 WPL的成本平价至90 WPH。他说,在150 WPH,EUV将Mol成本降低26%。

在线后端(BEOL),EUV更好。EUV为50 WPH,达到193nm /多次暴露的成本平价。“如果你去了150 WPH,它可以将成本降低到30%,”他说。

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显然,EUV的可行性取决于吞吐量和其他因素。“它真的归结为一件事 - 成本,”高级技术高级总监MATT NOWAK表示Qualcomm.。“但是现在,我们需要euv加强,看看它可以做些什么。”

如前所述,EUV的最大挑战是电源,它决定了系统的整体吞吐量。曾经一次,ASML / CYMER承诺到2012年底运送100瓦的来源,但系统仍延迟。迄今为止,源仅生成10瓦的电源,使吞吐量小于10 WPH。在该速率下,EUV对大规模生产几乎是不切实际的。

生产型号NXE:3300也在同一条船上。“(NXE:3300)扫描仪是很好的轨道,”马克菲利普斯,工程经理的光刻在英特尔。“真的,这是资源,可用性和能量是关键。我们需要一个80瓦的预脉冲源用于3300台扫描仪。这对大规模生产来说还不够,但足以启动技术开发,重建对EUV光刻技术的信心。”

对于大规模生产,该行业需要大约126每小时的产量。台积电纳米模式技术基础设施部(nanopatning Technology Infrastructure Division)主管严兆强(Anthony Yen)表示:“每小时需要生产100片以上的晶片。”“我们首先想要80瓦,然后是125瓦和250瓦。”

作为响应,ASML / Cymer为源设置了新的目标。逐年结束,计划运送80瓦的源,从而实现58 WPH的EUV吞吐量。到2015年,ASML / Cymer希望发货,将250瓦的源发货,转化为126 WPH。

EUV源基于激光产生的等离子体(LPP)技术。在LPP中,通过击中目标的激光脉冲产生等离子体。源还利用预脉冲激光和主振荡器功率放大器(MOPA)。激光器针对锡的液滴,从系统中的液滴发生器落下。当脉冲激光击中时,锡加热燃料以产生等离子体。

挑战是以受控和精确的方式击中锡液滴。“由氢气流动和等离子体事件本身引起的液滴存在紊乱,”ASML / Cymer的高级总监David Brandt说。

为了帮助解决问题,ASML / Cymer正在开发它呼叫新的“控制策略”,以降低剂量余量,这简单地是源消耗的能量量。“通常,我们一直在35%的边际运营,”Brandt说。“我们努力创造能源,但我们不想放弃它。”

ASML / Cymer尚未在源中纳入新的控制系统,但已经证明将剂量裕度降低至小于10%的能力。“减少剂量余量的3.5倍,使我们能够以70瓦稳定的能量运行,”他说。

此外,ASML / CYMER为源设计了一种原位清洁技术。基于氢自由基清洁方法,该技术去除源中收集器上的不需要的锡。“我们可以节省成本和停机时间,”他说。“我们现在可以在船上清洁收集器而不将其取出。您将经常使用该系统以删除甚至不可见的锡的纳米层。“

同时,另一个EUV源供应商Gigaphoton,从其第二种原型LPP源以100-kHz实现了43瓦的输出,用于EUV。此外,Gigaphoton一直在开发一种新的锡液滴系统,用于其EUV源作为提升系统内的电力的手段。

“我们成功地实现了20微米液滴。该卷是34份微微升。该公司副总裁兼首席技术官Hakaru Mizoguchi表示,频率为100kHz,间距为480微米。Gigaphoton旨在在2014年底之前在其原型系统上实现150瓦输出,到2015年在大批量系统上输出250瓦输出。

如果ASML / Cymer和Gigaphoton错过了新的和各自的时间表,那么行业必须再次使用EUV重置其插入目标。然后,不确定性和疑虑将继续为EUV安装。该行业不一定放弃EUV,但芯片制造商将面临多重痛苦,昂贵的时期,具有多种图案。



3评论

DKB. 说:

源始终作为EUV吞吐量的限制因素给出。为什么镜子从未提及或归咎于此问题?通过具有11个镜子的EUV系统,每个反射率为〜70%,从源到晶片的整体传输是一种可怜的〜1%。我想是因为布拉格反射器镜具有70%的理论限制。但为什么这一点从未讨论过?

#euvbear. 说:

因为没有改进的路线图。

女士 说:

Mo,Si,Ru,Rh等的材料的基本光学性质是限制因素。

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