EUV微影技术仍待克服重重障碍 2020年将用于关键步骤

电子发烧友早八点讯： 极紫外光（EUV）微影技术持续取得重大进展。在日前于美国加州圣荷西举行的国际光电工程学会（SPIE）年度会议上，英特尔（Intel）与三星（Samsung）的专家表示，EUV正缓步进展中，但短时间内仍存在相当的障碍，这让任何一家公司都难以公开承诺何时才能开始使用这项技术。

另外，比利时微电子研究中心（Imec） 宣布使用EUV制造5nm制程技术的技巧，将有助于当今所的浸入式扫描仪。一般预期，EUV将在2020年左右被采用于几个关键步骤中，从而免于使当今193nm浸入式步进器所需的四次曝光。

KLA-Tencor首席技术专家Ben Tsai在SPIE先进微影（SPIE Advanced Lithography）大会的主题演讲中提到：「我认为沉入式微影技术将成为主力，而EUV则将用于选择层。」

三星指出，该公司积极推动在去年10月宣布的计划，将EUV用于7nm制程节点，但该公司尚未透露如何以及何时实现。英特尔则重申过去几年来的指导原则——「EUV十分适用于在7nm节点使用EUV极其理想，但得等到一切准备就绪后才会导入。」

在现有的8个核心EUV计划中，有6项计划已经准备好或即将就绪。英特尔EUV计划负责人Britt Turkot指出，用于覆盖EUV晶圆的防尘薄膜仍在开发中，而用于检测EUV光罩的新工具也还验证中。

在8项核心的EUV计划中有6项已经准备就绪了（来源：Intel）

三星在年度会议中提到一款适用于7nm的EUV光罩检测工具，该公司自2012年起即已开始投入该技术的研发了。Turkot表示，缺少来自第三方的工具，并不能阻止EUV投入使用，但可能降低良率以及增加成本。

三星EUV计划负责人Seong-Sue Kim表示，去年底生产其首款EUV光罩，仅存在几处瑕疪，正适用于修复。「这是一项惊人的成就，在我开始工作时，如果少了EUV，这几乎不可能实现。」

带领英特尔整体光罩运作的Frank Abboud表示，英特尔自1992年以来致力于开发EUV光罩。英特尔的EUV工具他认为光罩并不会是EUV的把关项目，并展示英特尔在2014年为光罩设计的全新多光束工具。

英特尔在去年为晶圆厂出货其首款产品质量的EUV光罩。Turkot指出，英特尔的EUV光罩试产线已经开发出用于14、10和7nm等多种无缺陷的EUV网线了。

发展道路漫长曲折

英特尔和三星的半导体专家都认为，EUV光源功率已经朝向250W目标迈出了重大步伐。然而，EUV制造商ASML在去年年底报告的210W实验室展示以及现有最佳系统的130W之间仍存在差距。

EUV光源所需的液滴产生器和收集器寿命不断在延长中，而且也变得更可预测。 Turkot指出，另一家EUV光源供货商——日本Gigaphoton开发的产品展现了「令人鼓舞的结果」。

她说，整个EUV的运转时间正不断改善中，但还不够快。在去年年底时，最新的3350B系统可作业的时间超过了75%，比去年的结果提高了约5%。

英特尔认为，EUV系统的可用性持续提高，但进展速度还不够快（来源：Intel）

Turkot乐观表示，用于避免EUV晶圆缺陷的防尘薄膜正续改善、新的试产薄膜与量产薄膜也开发中。Kim则指出，新的防尘薄膜材料必须能够承受250W的生产扫描仪。

光阻剂材料即将达到7nm的性能目标，但还要更高的灵敏度。Kim说，这些化学品并不至于成为使用EUV的限制，但如果该技术进展仍无法克服线宽边缘的粗糙度和边缘布局等问题，未来将会限制EUV的发展。

「一旦工具启动以及运转，我们就会看到光罩出现越来越多的缺陷，」Turkot说，「我们可能不明白原因，但在多个工具中都会出现这样的问题，」包括最新的3350B。

好消息是业界目前正使用了14套EUV系统，其中6套是3350B，Turkot说。该设备持续扩展的数据组合有助于更快速地辨识图样，从而可能加快进展的脚步。

她将二十多年的EUV开发计划描述为一条漫长而曲折的道路。「目的地就在弯道附近…我们必须注意目前所在位置以及看清前方道路。」

Imec描述一种EUV途径，可用于创造5nm逻辑节点、42nm 金属-1层间距以及32nm M2。它象征着采用来自研究机构的EUV技术首次完整实现的制程节点，并将有助于开拓此技术。

Imec说，单次EUV阻挡步骤可以完成自对准四极图案化（SAQP）设计，同时还能仅使用浸入式步进机降低20%的成本。该公司并描述将EUV用于单一图案化的步骤，有助于削减了SAQP与三重阻障层。然而，这种替代技术可能带来成本与复杂度增加的问题。

编译：Susan Hong

（参考原文：EUV Progress， Hurdles Cited，by Rick Merritt）

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