摩尔定律待突破超紫外光(EUV)微影技术延迟障碍
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在2012年的国际超紫外光(EUV)微影技术研讨会上,专家们一致认为,过去几十年来一直扮演半导体创新引擎的摩尔定律(Moore"sLaw),正由于下一代超紫外光(EUV)微影技术的延迟而失去动力。
为了因应14nm以下制程,EUV系统需要比今天更强大20倍的光源,专家们表示,他们希望到2014年能有200W的EUV光源,但要达到这个目标可能会需要更长时间。
过去一年来,比利时鲁汶的IMEC研究人员已经透过采用较??低功率的光源,制造了约3,000片使用EUV技术的晶圆。然而,对这部价值数百万美元的系统来说,若与英特尔(Intel)、三星(Samsung)、台积电(TSMC)等业界厂商相比,其制造商用化晶圆的速度仍然慢上了15~30倍。
过去三年内,研究人员已经将光源功率提高了20倍。但为了达到量产要求,他们必须在未来两年内再作出类似的改善──这是IMEC先进微影技术方案总监KurtRonse在日前于布鲁塞尔举办的EUV高峰会中所做出的结论。该组织还表示,在2016年希望能开发出500~1,000W的EUV光源。
“EUV的延迟阻碍了半导体产业的前进脚步,”Ronse说。“尽管他们仍将之称为14nm,但它可能更像是16或17nm,”他表示。
微缩脚步趋缓
在14nm世代,若没有EUV,SRAM单元便无法直接微缩50%,Ronse说。这是因为多重图案在究竟能实现多少功能方面仍然有其局限性。
“若EUV能顺利到位,他们就可以迎头赶上,”Ronse说。业界已经投入很多资源发展光源了,所以,未来必然会出现解决方案,但很难肯定是否会在两年内出现,”他说。
英特尔与台积电都入股ASML共同发展EUV系统,金额达数十亿美元。
英特尔近期也表示,预计明年可进入14nm,2015年还可望使用现有的浸入式微影技术朝10nm前进。如果没有EUV,英特尔认为可能必须在一个晶片上写入多达五层的浸入式图案,而虽然这会花费更多时间和金钱,但对该公司说仍然划算。
IMEC现已运用ASMLNXE3100EUV系统获得60%以上的生产时间。由于使用旧的光源,因此“在一开始的六个月以内,我们经历了相当长一段平均时间降到50%~10%之间的振荡期,”他表示。
根据试验结果,IMEC已使用EUV获得了16nm半间距的解析度。“EUV可能不会被用在晶片的所有层,但会用在一些关键层以及和浸入式技术对齐的部份,”Ronse说。
对齐是一个问题。IMEC目前已能在晶片上达到6nm以内的EUV和浸入式层对齐准度。但目标是对齐准度必须在2至3nm以内,“他说。