EUV遭受新挫折 半導(dǎo)體10nm工藝步伐蹉跎

ASML的量產(chǎn)型EUV光刻機(jī)在TSMC現(xiàn)場(chǎng)初試時(shí)出現(xiàn)失誤。
在2014年加州SanJose舉行的先進(jìn)光刻技術(shù)會(huì)議上TSMC演講中透露此消息,由于EUV光源內(nèi)的激光機(jī)械部分出現(xiàn)異位導(dǎo)致光源破裂。因此EUV光刻機(jī)停擺。TSMC的下一代光刻部經(jīng)理Jack Chen證實(shí)僅是激光的機(jī)械部分故障。
ASML/Cymer計(jì)劃迅速解決問(wèn)題,按Chen的看法，EUV仍有希望。盡管EUV光刻出現(xiàn)問(wèn)題但是TSMC計(jì)劃在10nm節(jié)點(diǎn)時(shí)能用上EUV。
近期EUV光刻機(jī)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題被曝光。有些專家認(rèn)為在TSMC現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的光源故障對(duì)于EUV的實(shí)用性，尤其是對(duì)于未來(lái)的量產(chǎn)型EUV光刻機(jī)客戶會(huì)產(chǎn)生疑惑，可能會(huì)延續(xù)一段時(shí)間。
目前對(duì)于EUV光刻機(jī)的問(wèn)題集中在光源，實(shí)際上尚有不少問(wèn)題待解決，如EUV的掩膜與光刻膠等。
光源問(wèn)題
ASML的第一代量產(chǎn)型EUV光刻機(jī)NXE;3300B近期己運(yùn)抵TSMC。而Intel,Samsung和其它客戶都有望在今年也拿到設(shè)備。這類EUV光刻機(jī)的數(shù)值孔徑(NA)0.33,4X放大及分辨率為22nm(half-pitch)。
運(yùn)抵TSMC的NXE 3300B裝上ASML/Cymer的30瓦EUV光源。按TSMC說(shuō)法,原試車計(jì)劃在1月31日前舉行，但是由于激光的機(jī)械部分出現(xiàn)故障，導(dǎo)致設(shè)備停擺。直到2月24日設(shè)備仍不能開(kāi)動(dòng)。
此類光源由Cymer公司研發(fā),近期它己被ASML兼并。ASML/Cymer曾經(jīng)承諾在2012年底時(shí)提供100瓦光源。但是至今Cymer在實(shí)驗(yàn)室里能提供40-50瓦光源。
Chen說(shuō),可能是EUV光源的內(nèi)部件出現(xiàn)故障，即集光鏡。此類EUV光源是基于激光型plasma(LPP)技術(shù)。在LPP中由激光脈沖產(chǎn)生的等離子體射中靶子。光源也利用一種pre-pulse laser和一種主振功率放大器(MOPA)來(lái)邦助提高光源的功率。
當(dāng)一個(gè)55瓦光源可使EUV光刻機(jī)的硅片通過(guò)量達(dá)到每小時(shí)43片，顯然從產(chǎn)業(yè)角度至少需要80瓦光源，而且能穩(wěn)定連續(xù)的工作。因?yàn)楫?dāng)光源功率在80瓦時(shí)可以每小時(shí)58片。ASML的計(jì)劃在2015年時(shí)光源功率能達(dá)到250瓦，可實(shí)現(xiàn)每小時(shí)126片。