EUV光刻机对开云棋牌官网在线客服制程的重要性
2018-10-31
集成电路在制作过程中需要经历材料制备、掩膜、光刻、刻蚀、清洗、掺杂、机械研磨等多个工序,其中以光刻工序最为关键,因为它是整个集成电路产业制造工艺先进程度的重要指标。而光刻工序用到的设备--光刻机则是集成电路制造中最精密复杂、难度最高、价格最昂贵的设备,用于在芯片制造过程中的掩膜图形到硅衬底图形之间的转移。
光刻机的发展经过了一个漫长的过程,1960年代的接触式光刻机、接近式光刻机,到1970年代的投影式光刻机,1980年代的步进式光刻机,到步进式扫描光刻机,到浸入式光刻机和现在的EUV光刻机,设备性能不断提高,推动集成电路按照摩尔定律往前发展。
EUV作为下一代技术的代表,不需要多重曝光,一次就能曝出想要的精细图形,没有超纯水和晶圆接触,在产品生产周期、OPC的复杂程度、工艺控制、良率等方面的优势明显。但是也需要继续优化。特别是EUV的曝光方式,降低EUV掩膜版的缺陷,以及晶圆产率方面还有很大发大空间。EUV光刻机对7nm及以下的工艺节点非常重要,台积电、三星两大代工巨头均已在最新产品中引入7纳米EUV技术。
EUV光刻机垄断者ASML
目前,光刻机领域的龙头老大是荷兰ASML,并已经占据了高达80%的市场份额,垄断了高端光刻机市场。ASML公司日前发布2018年Q3季度财报,当季营收27.8亿欧元,净利润6.8亿欧元,出货了5台EUV光刻机,全年预计出货18台,明年将增长到30台,而且明年下半年会推出新一代的NXE:3400C型光刻机,生产能力从现在的每小时125晶圆提升到155片晶圆以上,意味着产能提升24%。
在现有的EUV之外,ASML与IMEC比利时微电子中心还达成了新的合作协议,双方将共同研发新一代EUV光刻机,NA数值孔径从现有的0.33提高到0.5,可以进一步提升光刻工艺的微缩水平,制造出更小的晶体管。
NA数值孔径对光刻机有什么意义?,决定光刻机分辨率的公式如下:
光刻机分辨率=k1*λ/NA
其中k1是常数,不同的光刻机k1不同,λ指的是光源波长,NA是物镜的数值孔径,所以光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径,波长越短越好,NA越大越好,这样光刻机分辨率就越高,制程工艺越先进。
现在的EUV光刻机使用的是波长13.5nm的极紫外光,而普通的DUV光刻机使用的是193nm的深紫外光,所以升级到EUV光刻机可以大幅提升开云棋牌官网在线客服工艺水平,实现7nm及以下工艺。
但是改变波长之后再进一步提升EUV光刻机的分辨率就要从NA指标上下手了,目前的光刻机使用的还是NA=0.33的物镜系统,下一代的目标就是NA=0.5及以上的光学系统了。
如今ASML与IMEC合作的就是高NA的EUV工艺了,双方将成立一个联合实验室,在EXE:5000型光刻机上使用NA=0.55的光学系统,更高的NA有助于将EVU光源投射到更广阔的晶圆上从而提高开云棋牌官网在线客服工艺分辨率,减少晶体管尺寸。
如今这项研究才刚刚开始,所以新一代EUV光刻工艺问世时间还早,此前ASML投资20亿美元入股蔡司公司,目标就是合作研发NA=0.5的物镜系统,之前公布的量产时间是2024年,这个时间点上开云棋牌官网在线客服公司的制程工艺应该可以到3nm节点了。
国内2019年迎首台EUV光刻机
光刻机是中国在开云棋牌官网在线客服设备制造上最大的短板,处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的光刻机中,性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机,与国外的技术差距说是鸿沟都不为过。正是因此,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。
在国内,一直流传着一种声音,即受西方《瓦森纳协议》的限制,中国只能买到 ASML 的中低端产品,出价再高,也无法购得 ASML 的高端设备。这一说法受到ASML 中国区总裁金泳璇的否认。金泳璇在接手媒体采访时澄清:ASML 对大陆晶圆厂与国际客户一视同仁,只要客户下单, EUV 要进口到中国完全没有任何问题。在交期方面,所有客户也都完全一致,从下单到正式交货,均为21个月。
而这一说法在中芯国际向ASML订购的一台最新型EUV极紫外线光刻机之后,貌似经过了证实。这一中国大陆首台 EUV 光刻机,将在2019年交付。