SEMICON West2011議題回顧：光刻界新動向總結(jié)匯總
[導(dǎo)讀]SEMICON West 2011會場本周又傳來了許多令人感興趣的半導(dǎo)體業(yè)界信息，其中本周三的會議內(nèi)容多與光刻技術(shù)有關(guān)，一起來回顧一下。
GlobalFoundries透露20nm制程部分細(xì)節(jié)：
首先是GlobalFoundries工程師Mark Kell
SEMICON West 2011會場本周又傳來了許多令人感興趣的半導(dǎo)體業(yè)界信息，其中本周三的會議內(nèi)容多與光刻技術(shù)有關(guān)，一起來回顧一下。
GlobalFoundries透露20nm制程部分細(xì)節(jié)：
首先是GlobalFoundries工程師Mark Kelling的發(fā)言，他在發(fā)言中提前透露了GlobalFoundries公司20nm節(jié)點(diǎn)制程產(chǎn)品的一些細(xì)節(jié)參數(shù)，以及將用于制造20nm制程產(chǎn)品的大致光刻技術(shù)方案。
據(jù)他透露，制程細(xì)節(jié)參數(shù)方面，相比22nm節(jié)點(diǎn)，GlobalFoundries20nm節(jié)點(diǎn)的多晶硅層節(jié)距（即柵節(jié)距）將從100nm縮減到80nm，而金屬層節(jié)距（相當(dāng)漏源極觸點(diǎn)節(jié)距）將從80nm縮減至64nm。
光刻技術(shù)方面，如以前公布的信息類似（之前GlobalFoundries的說法是，穩(wěn)妥起見，20nm節(jié)點(diǎn)會同時(shí)使用EUV和193i+DP兩種技術(shù)制作芯片產(chǎn)品，由客戶自由選擇），GlobalFoundries公司表示20nm節(jié)點(diǎn)制程他們將使用雙重成像技術(shù)，不過這次他們透露將采用的雙重成像技術(shù)使用了一種特殊的負(fù)調(diào)光阻膠顯影技術(shù)（negative-tone develop resist process），不過他拒絕透露這種特殊技術(shù)的更多細(xì)節(jié)。
PS:
"負(fù)調(diào)光阻膠顯影技術(shù)"的說法聽起來似乎與雙調(diào)顯影技術(shù)（DTD:Dual tone develpoment）存在某種類似的聯(lián)系，所謂DTD指的就是采用特殊的雙調(diào)顯影型光阻膠材料，只進(jìn)行一次曝光，不過曝光完成后進(jìn)行兩次顯影處理，第一次為正調(diào)顯影，即曝光劑量大于某門限值的光阻膠被消除；第二次為負(fù)調(diào)顯影，即曝光劑量小于某門限值的光阻膠被消除。如此便可達(dá)到雙重成像的效果。
尼康A(chǔ)SML介紹新款193i光刻機(jī)及EUV光刻機(jī)產(chǎn)品信息：
接著是兩大光刻設(shè)備廠商荷蘭ASML和日本尼康的發(fā)言。兩家公司均展示了其193nm光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)的新版本未來發(fā)展藍(lán)圖計(jì)劃。
尼康表示，其即將發(fā)布的621D光刻機(jī)（193nm液浸式設(shè)計(jì)）系統(tǒng)的套準(zhǔn)精度將可控制在2nm（3σ值）以內(nèi)水平，這款新機(jī)型同時(shí)還將應(yīng)用光刻機(jī)掃描曝光參數(shù)自動調(diào)節(jié)技術(shù)（ scanning tuning exposure control），即根據(jù)晶圓實(shí)際形貌和實(shí)際的電路布局狀況，微調(diào)焦距和曝光劑量，以此減小光刻制程變差，提高193nm液浸式光刻機(jī)性能的技術(shù)手段。更多有關(guān)NSR-S621D機(jī)型的信息，請參閱我們此前的有關(guān)報(bào)道。
另外，尼康還表示其試驗(yàn)型EUV-1光刻機(jī)數(shù)值孔徑（NA）將達(dá)0.25，而制造用型EUV-HVM光刻機(jī)的數(shù)值孔徑（NA）將達(dá)到0.4水平.
另外一家光刻大廠ASML則老調(diào)重提，展示了從試量產(chǎn)型的NXE:3100機(jī)型（NA=0.25）,到正式量產(chǎn)型NXE:3300B（晶圓產(chǎn)出率125片/小時(shí)）的一些技術(shù)參數(shù)，至于人們所關(guān)心的光源功率方面，ASML表示3300B所用光源可向晶圓表面?zhèn)魉偷墓庠茨芰繉⑦_(dá)到15mJ水平。
資料：ASML2010年公布的EUV Tools Roadmap
ASML還透露，他們此前售出的EUV光刻機(jī)（準(zhǔn)確說應(yīng)該是NXE3100型光刻機(jī)）中已有三臺在客戶廠內(nèi)被用于芯片的試制，而第四臺EUV光刻機(jī)也已經(jīng)在安裝階段,2012年他們計(jì)劃售出10臺EUV光刻機(jī)。
不過有趣的是，ASML表示目前為止仍然未最終選定其EUV光刻機(jī)所配光源的分供商。
Mapper及其多束電子束直寫系統(tǒng)：產(chǎn)出量為最大短板
具有濃烈臺積電背景的Mapper公司則介紹了其正在開發(fā)中的多束電子束直寫系統(tǒng)（multi-beam e-beam direct-write system）的有關(guān)內(nèi)容。據(jù)該公司的 Bert Jan Kampherbeek介紹，Mapper公司預(yù)定明年交付給法國研究機(jī)構(gòu)Leti以及臺積電公司的新款原型機(jī)（代號1.1）在25nm節(jié)點(diǎn)的單機(jī)產(chǎn)出量將可達(dá)到每小時(shí)一片晶圓的水平。Mapper還計(jì)劃將多臺這樣的機(jī)型級聯(lián)起來組成電子束光刻機(jī)組，力爭在16nm節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)出量水平提升到10片/小時(shí)，并最終達(dá)到100片/小時(shí)的水平。
Mapper的電子束直寫級聯(lián)機(jī)組
針對電子束直寫系統(tǒng)產(chǎn)出量低下的弱點(diǎn)，Mapper狡猾但看上去又似乎不無道理地提出了所謂“產(chǎn)能投資成本論”，即利用電子束光刻機(jī)成本相對EUV便宜的優(yōu)勢，將所能得到的晶圓加工產(chǎn)出量，除以購買這種機(jī)型所需的成本投資得出的與EUV機(jī)型的對比數(shù)據(jù)。--要知道，Mapper期望的電子束直寫機(jī)型單價(jià)定價(jià)僅在500萬歐元左右，比EUV機(jī)型的價(jià)格低出近一個數(shù)量級。
Xtreme Technologies：LDP型EUV光刻機(jī)用光源介紹
接著輪到最近可謂風(fēng)頭大出的EUV光刻機(jī)光源廠商 Xtreme Technologies發(fā)言，他們在會上展示了其獨(dú)特的激光輔助加熱型放電加熱等離子光源的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。這種技術(shù)集LPP和DPP兩者的優(yōu)勢與一身。其原理如下圖所示：
圖中可見，放電加熱用電容被接在兩個液態(tài)錫槽上，而液態(tài)錫則會吸附在兩個旋轉(zhuǎn)的工質(zhì)運(yùn)送圓盤上，再使用激光照射圓盤，使附著在其上的液態(tài)錫蒸發(fā)為細(xì)小的錫珠，然后再控制電容放電將這些錫珠等離子化發(fā)光。
該光源系統(tǒng)的分解圖如下：
工質(zhì)運(yùn)送圓盤
激光照射圓盤上的液態(tài)錫
電容放電加熱錫珠工質(zhì)使其等離子化
會聚鏡片分解圖（黃色部分）
系統(tǒng)總成圖
據(jù)稱該光源的放電頻率最高可達(dá)1萬Hz水平。工程師還透露整套光源系統(tǒng)包含機(jī)殼在內(nèi)的總重達(dá)到了8噸。
IMEC:EUV凍蒜！
比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC的代表Luc van den Hove則在會上則為EUV光刻吶喊助威，他表示支持EUV技術(shù)走向?qū)嵱玫娜笾е?-光刻機(jī)，掩膜及光阻膠的有關(guān)技術(shù)已經(jīng)全部基本準(zhǔn)備就緒，盡管光源方面還存在一些挑戰(zhàn)，但他預(yù)計(jì)EUV在11nm節(jié)點(diǎn)左右將被投入實(shí)際生產(chǎn)使用。[!--empirenews.page--]
盡管不是所有人都和他一樣樂觀，但這種態(tài)度相比往年在自信度方面已經(jīng)有明顯增強(qiáng)，至于這次發(fā)言是不是另一次放炮，就要看EUV今后幾年的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r了。
CNBeta編譯
原文：electroiq
GlobalFoundries透露20nm制程部分細(xì)節(jié)：
首先是GlobalFoundries工程師Mark Kelling的發(fā)言，他在發(fā)言中提前透露了GlobalFoundries公司20nm節(jié)點(diǎn)制程產(chǎn)品的一些細(xì)節(jié)參數(shù)，以及將用于制造20nm制程產(chǎn)品的大致光刻技術(shù)方案。
據(jù)他透露，制程細(xì)節(jié)參數(shù)方面，相比22nm節(jié)點(diǎn)，GlobalFoundries20nm節(jié)點(diǎn)的多晶硅層節(jié)距（即柵節(jié)距）將從100nm縮減到80nm，而金屬層節(jié)距（相當(dāng)漏源極觸點(diǎn)節(jié)距）將從80nm縮減至64nm。
光刻技術(shù)方面，如以前公布的信息類似（之前GlobalFoundries的說法是，穩(wěn)妥起見，20nm節(jié)點(diǎn)會同時(shí)使用EUV和193i+DP兩種技術(shù)制作芯片產(chǎn)品，由客戶自由選擇），GlobalFoundries公司表示20nm節(jié)點(diǎn)制程他們將使用雙重成像技術(shù)，不過這次他們透露將采用的雙重成像技術(shù)使用了一種特殊的負(fù)調(diào)光阻膠顯影技術(shù)（negative-tone develop resist process），不過他拒絕透露這種特殊技術(shù)的更多細(xì)節(jié)。
PS:
"負(fù)調(diào)光阻膠顯影技術(shù)"的說法聽起來似乎與雙調(diào)顯影技術(shù)（DTD:Dual tone develpoment）存在某種類似的聯(lián)系，所謂DTD指的就是采用特殊的雙調(diào)顯影型光阻膠材料，只進(jìn)行一次曝光，不過曝光完成后進(jìn)行兩次顯影處理，第一次為正調(diào)顯影，即曝光劑量大于某門限值的光阻膠被消除；第二次為負(fù)調(diào)顯影，即曝光劑量小于某門限值的光阻膠被消除。如此便可達(dá)到雙重成像的效果。
尼康A(chǔ)SML介紹新款193i光刻機(jī)及EUV光刻機(jī)產(chǎn)品信息：
接著是兩大光刻設(shè)備廠商荷蘭ASML和日本尼康的發(fā)言。兩家公司均展示了其193nm光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)的新版本未來發(fā)展藍(lán)圖計(jì)劃。
尼康表示，其即將發(fā)布的621D光刻機(jī)（193nm液浸式設(shè)計(jì)）系統(tǒng)的套準(zhǔn)精度將可控制在2nm（3σ值）以內(nèi)水平，這款新機(jī)型同時(shí)還將應(yīng)用光刻機(jī)掃描曝光參數(shù)自動調(diào)節(jié)技術(shù)（ scanning tuning exposure control），即根據(jù)晶圓實(shí)際形貌和實(shí)際的電路布局狀況，微調(diào)焦距和曝光劑量，以此減小光刻制程變差，提高193nm液浸式光刻機(jī)性能的技術(shù)手段。更多有關(guān)NSR-S621D機(jī)型的信息，請參閱我們此前的有關(guān)報(bào)道。
另外，尼康還表示其試驗(yàn)型EUV-1光刻機(jī)數(shù)值孔徑（NA）將達(dá)0.25，而制造用型EUV-HVM光刻機(jī)的數(shù)值孔徑（NA）將達(dá)到0.4水平.
另外一家光刻大廠ASML則老調(diào)重提，展示了從試量產(chǎn)型的NXE:3100機(jī)型（NA=0.25）,到正式量產(chǎn)型NXE:3300B（晶圓產(chǎn)出率125片/小時(shí)）的一些技術(shù)參數(shù)，至于人們所關(guān)心的光源功率方面，ASML表示3300B所用光源可向晶圓表面?zhèn)魉偷墓庠茨芰繉⑦_(dá)到15mJ水平。
資料：ASML2010年公布的EUV Tools Roadmap
ASML還透露，他們此前售出的EUV光刻機(jī)（準(zhǔn)確說應(yīng)該是NXE3100型光刻機(jī)）中已有三臺在客戶廠內(nèi)被用于芯片的試制，而第四臺EUV光刻機(jī)也已經(jīng)在安裝階段,2012年他們計(jì)劃售出10臺EUV光刻機(jī)。
不過有趣的是，ASML表示目前為止仍然未最終選定其EUV光刻機(jī)所配光源的分供商。
Mapper及其多束電子束直寫系統(tǒng)：產(chǎn)出量為最大短板
具有濃烈臺積電背景的Mapper公司則介紹了其正在開發(fā)中的多束電子束直寫系統(tǒng)（multi-beam e-beam direct-write system）的有關(guān)內(nèi)容。據(jù)該公司的 Bert Jan Kampherbeek介紹，Mapper公司預(yù)定明年交付給法國研究機(jī)構(gòu)Leti以及臺積電公司的新款原型機(jī)（代號1.1）在25nm節(jié)點(diǎn)的單機(jī)產(chǎn)出量將可達(dá)到每小時(shí)一片晶圓的水平。Mapper還計(jì)劃將多臺這樣的機(jī)型級聯(lián)起來組成電子束光刻機(jī)組，力爭在16nm節(jié)點(diǎn)將產(chǎn)出量水平提升到10片/小時(shí)，并最終達(dá)到100片/小時(shí)的水平。
Mapper的電子束直寫級聯(lián)機(jī)組
針對電子束直寫系統(tǒng)產(chǎn)出量低下的弱點(diǎn)，Mapper狡猾但看上去又似乎不無道理地提出了所謂“產(chǎn)能投資成本論”，即利用電子束光刻機(jī)成本相對EUV便宜的優(yōu)勢，將所能得到的晶圓加工產(chǎn)出量，除以購買這種機(jī)型所需的成本投資得出的與EUV機(jī)型的對比數(shù)據(jù)。--要知道，Mapper期望的電子束直寫機(jī)型單價(jià)定價(jià)僅在500萬歐元左右，比EUV機(jī)型的價(jià)格低出近一個數(shù)量級。
Xtreme Technologies：LDP型EUV光刻機(jī)用光源介紹
接著輪到最近可謂風(fēng)頭大出的EUV光刻機(jī)光源廠商 Xtreme Technologies發(fā)言，他們在會上展示了其獨(dú)特的激光輔助加熱型放電加熱等離子光源的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。這種技術(shù)集LPP和DPP兩者的優(yōu)勢與一身。其原理如下圖所示：
圖中可見，放電加熱用電容被接在兩個液態(tài)錫槽上，而液態(tài)錫則會吸附在兩個旋轉(zhuǎn)的工質(zhì)運(yùn)送圓盤上，再使用激光照射圓盤，使附著在其上的液態(tài)錫蒸發(fā)為細(xì)小的錫珠，然后再控制電容放電將這些錫珠等離子化發(fā)光。
該光源系統(tǒng)的分解圖如下：
工質(zhì)運(yùn)送圓盤
激光照射圓盤上的液態(tài)錫
電容放電加熱錫珠工質(zhì)使其等離子化
會聚鏡片分解圖（黃色部分）
系統(tǒng)總成圖
據(jù)稱該光源的放電頻率最高可達(dá)1萬Hz水平。工程師還透露整套光源系統(tǒng)包含機(jī)殼在內(nèi)的總重達(dá)到了8噸。
IMEC:EUV凍蒜！
比利時(shí)研究機(jī)構(gòu)IMEC的代表Luc van den Hove則在會上則為EUV光刻吶喊助威，他表示支持EUV技術(shù)走向?qū)嵱玫娜笾е?-光刻機(jī)，掩膜及光阻膠的有關(guān)技術(shù)已經(jīng)全部基本準(zhǔn)備就緒，盡管光源方面還存在一些挑戰(zhàn)，但他預(yù)計(jì)EUV在11nm節(jié)點(diǎn)左右將被投入實(shí)際生產(chǎn)使用。[!--empirenews.page--]
盡管不是所有人都和他一樣樂觀，但這種態(tài)度相比往年在自信度方面已經(jīng)有明顯增強(qiáng)，至于這次發(fā)言是不是另一次放炮，就要看EUV今后幾年的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r了。
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