中文 英语

Litho RoadMap仍然是多云的

EUV加热7nm,可能更早,但其他下一代光刻选项也在桌面上;450mm晶片尺寸可能使过渡复杂化。

受欢迎程度

由Mark Lapedus.
一段时间,光刻路线图已经多云。光学光刻延伸远远超过预期。和各种下一代光刻(NGL)技术的延迟迫使该行业在多次重新编写路线图。

如今,比以往任何时候都更不确定性。直到最近,例如,前沿逻辑芯片制造商一直计划将193nm沉浸在14nm和10nm节点上。这是因为领先的NGL候选极端紫外(EUV)光刻 - 保持延迟并且没有准备好10nm。

但在最近和惊喜的举动中,台湾半导体制造有限公司(台积电)现在计划根据太平洋嵴证券的说法在10nm的10nm下插入EUV,尽管该技术仍有许多挑战。就此而言,英特尔,GlobalFoundries和其他人正在保持各自的光刻路线图,并将继续瞄准EUV 7nm。另外,其他NGL-如指向自组装(DSA),无掩模和纳米印记仍在高级节点处仍处于捕冲状态。

在光刻路线图中增加了更多的不确定性是迁移到下一代450mm晶片尺寸的明显延迟。据太平洋波峰证券的说法,英特尔推出了450毫米的Beta设备交付到2015年底,这是大约三个季度的延误。

NGL和450mm晶圆过渡的不确定性给芯片制造商和晶圆工具供应商带来了诸多挑战。它也增加了更多的混乱,已经多云的景观在光刻。“雾越来越大了,”帕维特·曼加(Pawitter Mangat)说,他是GlobalFoundries的EUV光刻高级经理和副总监。

移动目标
多年来,有担心光学光刻会用完气体,促使需要NGL​​技术。然而,今天,193nm的光刻继续搅拌晶圆,而NGL仍然延迟。例如,在逻辑中,目前的思想学院是使用193nm沉浸在10nm时多重图案化。但芯片制造商正在为EUV乞求,因为该技术将业界带回单一曝光。

为了加快EUV和450毫米,英特尔,三星和台积电的发展最近投资于ASML。ASML的第一个生产EUV扫描仪,NXE:3300B,将于2013年发货。300mm的工具在实验室中将图像显示为9nm,但由于电源,光掩模和抗蚀剂的问题,EUV遇到了几个延迟。

持续的问题展望,TSMC希望在10nm下插入EUV。此举表示策略的变化,因为预计TSMC将在该节点上使用光学光刻。“ASML正在与其EUV平台进行进展,我们认为TSMC现在在2016年筹集了几个工具,”太平洋徽章证券的分析师Weston Twigg说。“我们相信其他逻辑和铸造公司在euv采用时机的时间内仍然没有提出。”

为了将EUV放在10nm的生产中,TSMC必须获得NXE:3300B,并在进程进入生产之前至少两到三年来将虫子熨烫。在短时间内,ASML和TSMC必须证明NXE:3300B是可靠的,生产价值和成本效益的。

即使通过今天EUV的局限性,ASML也认为,该技术仍然可以在10nm处处理一个或两个关键层,从而在多个图案中提供成本优势。“在10nm,euv可以逆转过程成本的增加,”IMEC先进的图案化部主任Kurt Ronse表示,Asml的EUV工具Beta网站之一。“在7nm时,效果甚至更加戏剧性。但EUV准备好了吗?“

当然,TSMC可以改变它的策略,如果EUV遭受了另一个挫折。其他芯片制造商意识到TSMC的计划,但许多人持怀疑态度,即EUV将准备好10nm。“我认为在10nm下插入EUV将是一个挑战,”Globalfoundries'Mangat说。“7nm更现实。”

同时,一段时间,英特尔一直计划将193nm沉浸在其11nm节点上。使用193nm浸没,芯片巨头正在观察11nm的Quintule曝光。英特尔正在评估其7nm节点的几种NGL技术,但EUV是领先的候选人。“7NM是可能的插入点(EUV),”英特尔光刻资本设备开发总监Janice Golda说。“我们都焦急地等待EUV。”

如前所述,大问题是电源。在最近的更新中,ASML已在20小时运行时显示40瓦和50瓦的EUV电源。55瓦源转化为每小时43左右的整体EUV工具吞吐量(WPH)。然而,为了使EUV可行,Golda表示,EUV源必须产生至少80瓦的电力。这转化为大约58 WPH的整体EUV吞吐量。“80瓦是每个人的主要里程碑,”Golda说。“这是神奇的数字。”

另一个挑战是EUV面具基础设施。EUV掩模必须在生产过程中无缺陷,但行业正在努力实现这些目标。例如,为了制造EUV掩模,第一步是获得原料玻璃材料或基板。EUV掩模上的大约70%的相位缺陷可以单独追溯到玻璃。

这甚至是在EUV掩膜本身经过生产过程之前。“对于EUV掩模,最大的问题仍然是缺陷,”应用材料公司掩模和TSV蚀刻部门的技术人员和首席技术官Banqiu Wu说。“真正的问题是如何控制相缺陷数。它们中的一些来自于基质。如果我们不能控制基板坑,就意味着我们无法克服挑战。”

这只是冰山一角。EUV面膜生产过程也在挑战性和昂贵。许多检测工具都没有准备好。“其他挑战是缺陷检查,”吴说。

还有其他问题。如果或当EUV进入生产时,该技术最初是针对接触孔收缩的。“接触孔级别的最大问题是所谓的本地CD均匀性,与必须打印的尺寸相比,从1nm到2nm一个sigma的顺序达到数字,”IMEC的响应说。

他说,本地CD均匀数字仍然太高,对于NXE:3300B来说。为了解决这个问题,LITEGRORGERS可以使用较慢的抗蚀剂或促进图像对比度。在另一种解决方案中,IMEC正在探索后处理蚀刻步骤,该步骤使得接触孔收缩的30%改善。

450mm泥潭
如果这还不足以解决问题,芯片制造商和工厂工具供应商现在必须修改他们的路线图,并达到450毫米的重置按钮。Pacific Crest的Twigg表示:“我们相信,英特尔正式将450mm测试版设备的交付预期从2015年第一季度至少推迟了3个季度。”“延迟的原因可能是由于在450mm晶圆厂的投产时间上,与三星和台积电没有达成一致。”

Twigg表示,推出仅延迟到450mm Fab的必然迁移到450mm Fab,这仍然是2018年至2020年。当发生450mm时,光刻竞争者包括193nm和多个图案化,EUV和多梁。DSA更多是一种互补的图案计划。

目前,ASML正在开发两个波长,EUV和193nm浸泡,适用于300mm和450mm的晶片尺寸。一般来说,行业希望ASML首先发展其300毫米EUV工具,然后担心450毫米以后,促使担心ASML的450毫米路线图可能会滑动。ASML本身担心450毫米的研发成本和投资回报。“我们担心缺乏450毫米的势头,”ASML总裁兼首席技术官Martin Van Den Brink表示,最近的活动。

根据450mm的路线图,ASML计划在2015年推出测试版EUV工具,并在2016年推出193nm浸入式系统。一款生产的450mm EUV扫描仪将于2018年推出。一个450mm的EUV工具预计是一个昂贵的解决方案和一个可疑的吞吐量。ASML表示,一个300毫米的工具的吞吐量约为250 wph,而一个450毫米的系统可以以1.1倍的成本运行100到125 wph。

为了对冲其投注,一个行业组 - 全球450mm联盟(G450C) - 资金尼康为450毫米工厂开发193nm浸没扫描仪。尼康计划于2015年发货“早期学习工具”。“正如我们所说,我们将在尼康精确委员会执行副总裁Hamid Zarringhalam说,我们将送货以满足客户订单。“大批量制造工具装运时机将继续与客户要求同步。”

到那时,其他NGL技术可以准备好进行素数,包括多光束直接写入。“我们准备在10nm节点插入,”多梁工具启动多梁董事长David Lam说。“我们450毫米晶片的吞吐量与300mm晶圆相同。”

KLA-Tencor,Mapper Liptography和其他也在开发多梁工具。该行业也在追求DSA。而且,当然,有EUV。仍然,插入线路的情况依赖于几个因素。“选择仍在最终确定。我们必须掌握所有权,“GlobalFoundries'Mangat。



发表评论


(注意:此名称将被公开显示)