1纳米需要什么样的光刻机?

比利时的独立半导体高科技研究机构——imec每年都会在东京举办“imec Technology Forum（ITF） Japan”，并介绍他们的年度研发成果，今年考虑到新冠肺炎的蔓延，于11月18日在线举行。

首先，imec的CEO兼总裁Luc Van den hove先生做了主题演讲并介绍了imec的整体研究内容，并强调指出，imec通过与ASML通力合作研发并实现新一代高解析度EUV曝光技术（高NA EUV Lithography），促使摩尔定律继续发挥作用，且即使工艺微缩化达到1纳米后，摩尔定律也会继续存在。

不仅是日本半导体企业，其他很多半导体企业也都认为“摩尔定律已经终结”、“成本高、收益低”，因此相继放弃研发工艺的微缩化，imec始终提倡为摩尔定律续命，因此是当下全球最尖端的微缩化研究机构。

日本的曝光设备厂家也在研发阶段放弃了EUV曝光技术（这对实现超微缩化是必须的），而imec和ASML合作拿公司的命运做赌注，时至今日一直在研发 。

Imec公布了1纳米以后的逻辑半元件的技术蓝图

Imec在ITF Japan 2020上公布了3纳米、2纳米、1.5纳米以及1纳米及后续的逻辑元件的技术蓝图。

第一行的技术节点（Node）名下面记录的PP为Poly-silicon排线的中心跨距（Pitch，nm），MP为金属排线的中心跨距（Pitch，nm）。此处，我们需要注意的是，以往的技术节点指的是最小加工尺寸、栅极（Gate）的长度，如今不再指某个特定场所的物理长度，而是一个符号。

此处的展示的采用了BPR、CFET、2D材料的沟槽（Channel）结构以及材料已经在别处的演讲中提及。

EUV的高NA化对于进一步实现微缩化至关重要

TSMC和三星电子从7纳米开始在一部分工程中导入了NA=0.33的EUV曝光设备，也逐步在5纳米工艺中导入，据说，2纳米以后的超微缩工艺需要更高解析度的曝光设备、更高的NA化（NA=0.55）。

ASML已经完成了高NA EUV曝光设备的基本设计（即NXE：5000系列），预计在2022年前后实现商业化。这款新型设备由于光学方面实现了大型化，因此尺寸较大，据说可达到以往洁净室（Clean Room）的天花板。

一直以来，ASML都和imec以合作的形式研发光刻技术，为了推进采用了高NA EUV曝光设备的光刻工艺的研发，imec在公司内新设立了“IMEC-ASML HIGH NA EUV LAB”，以共同研发，且计划和材料厂家共同研发光掩模（Mask）、光刻胶（Resist）等材料。

最后，Van den hove先生表示未来会继续推进微缩化：“实现逻辑元件工艺微缩化的目的在于俗称的PPAC，即Power（功耗）的削减、Performance（电气性能）的提高、Area（空间面积）的缩小、Cost（成本）的削减。当微缩化从3纳米、2纳米、1.5纳米发展到1纳米以后，即发展到Sub-1纳米的时候，需要考虑的因素不仅是以上四项，还有环境（Environment）因素，希望未来继续发展适用于可持续发展社会的微缩化工艺。”
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