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标题: 半导体光刻技术发展概述 [打印本页]

作者: update 时间: 2011-7-17 11:39
标题: 半导体光刻技术发展概述
SEMICON West 2011传来了许多令人感兴趣的半导体业界信息，GlobalFoundries透露20nm制程部分细节：

首先是GlobalFoundries工程师Mark Kelling的发言，他在发言中提前透露了GlobalFoundries公司20nm节点制程产品的一些细节参数，以及将用于制造20nm制程产品的大致光刻技术方案。

据他透露，制程细节参数方面，相比22nm节点，GlobalFoundries20nm节点的多晶硅层节距（即栅节距）将从100nm缩减到80nm，而金属层节距（相当漏源极触点节距）将从80nm缩减至64nm。

光刻技术方面，如以前公布的信息类似（之前GlobalFoundries的说法是，稳妥起见，20nm节点会同时使用EUV和193i+DP两种技术制作芯片产品，由客户自由选择），GlobalFoundries公司表示20nm节点制程他们将使用双重成像技术，不过这次他们透露将采用的双重成像技术使用了一种特殊的负调光阻胶显影技术（negative-tone develop resist process），不过他拒绝透露这种特殊技术的更多细节。

PS:
"负调光阻胶显影技术"的说法听起来似乎与双调显影技术（DTD

ual tone develpoment）存在某种类似的联系，所谓DTD指的就是采用特殊的双调显影型光阻胶材料，只进行一次曝光，不过曝光完成后进行两次显影处理，第一次为正调显影，即曝光剂量大于某门限值的光阻胶被消除；第二次为负调显影，即曝光剂量小于某门限值的光阻胶被消除。如此便可达到双重成像的效果。

尼康ASML介绍新款193i光刻机及EUV光刻机产品信息：

接着是两大光刻设备厂商荷兰ASML和日本尼康的发言。两家公司均展示了其193nm光刻机和EUV光刻机的新版本未来发展蓝图计划。

尼康表示，其即将发布的621D光刻机（193nm液浸式设计）系统的套准精度将可控制在2nm（3σ值）以内水平，这款新机型同时还将应用光刻机扫描曝光参数自动调节技术（ scanning tuning exposure control），即根据晶圆实际形貌和实际的电路布局状况，微调焦距和曝光剂量，以此减小光刻制程变差，提高193nm液浸式光刻机性能的技术手段。更多有关NSR-S621D机型的信息，请参阅我们此前的有关报道。

另外，尼康还表示其试验型EUV-1光刻机数值孔径（NA）将达0.25，而制造用型EUV-HVM光刻机的数值孔径（NA）将达到0.4水平.

另外一家光刻大厂ASML则老调重提，展示了从试量产型的NXE:3100机型（NA=0.25）,到正式量产型NXE:3300B（晶圆产出率125片/小时）的一些技术参数，至于人们所关心的光源功率方面，ASML表示3300B所用光源可向晶圆表面传送的光源能量将达到15mJ水平。

资料：ASML2010年公布的EUV Tools Roadmap

ASML还透露，他们此前售出的EUV光刻机（准确说应该是NXE3100型光刻机）中已有三台在客户厂内被用于芯片的试制，而第四台EUV光刻机也已经在安装阶段,2012年他们计划售出10台EUV光刻机。

不过有趣的是，ASML表示目前为止仍然未最终选定其EUV光刻机所配光源的分供商。

Mapper及其多束电子束直写系统：产出量为最大短板

具有浓烈台积电背景的Mapper公司则介绍了其正在开发中的多束电子束直写系统（multi-beam e-beam direct-write system）的有关内容。据该公司的 Bert Jan Kampherbeek介绍，Mapper公司预定明年交付给法国研究机构Leti以及台积电公司的新款原型机（代号1.1）在25nm节点的单机产出量将可达到每小时一片晶圆的水平。Mapper还计划将多台这样的机型级联起来组成电子束光刻机组，力争在16nm节点将产出量水平提升到10片/小时，并最终达到100片/小时的水平。

Mapper的电子束直写级联机组

针对电子束直写系统产出量低下的弱点，Mapper狡猾但看上去又似乎不无道理地提出了所谓“产能投资成本论”，即利用电子束光刻机成本相对EUV便宜的优势，将所能得到的晶圆加工产出量，除以购买这种机型所需的成本投资得出的与EUV机型的对比数据。--要知道，Mapper期望的电子束直写机型单价定价仅在500万欧元左右，比EUV机型的价格低出近一个数量级。

Xtreme Technologies：LDP型EUV光刻机用光源介绍

接着轮到最近可谓风头大出的EUV光刻机光源厂商 Xtreme Technologies发言，他们在会上展示了其独特的激光辅助加热型放电加热等离子光源的详细结构图。这种技术集LPP和DPP两者的优势与一身。其原理如下图所示：

图中可见，放电加热用电容被接在两个液态锡槽上，而液态锡则会吸附在两个旋转的工质运送圆盘上，再使用激光照射圆盘，使附着在其上的液态锡蒸发为细小的锡珠，然后再控制电容放电将这些锡珠等离子化发光。

该贴已经同步到 update的微博

作者: update 时间: 2011-7-17 11:41
该光源系统的分解图如下：

工质运送圆盘

激光照射圆盘上的液态锡

电容放电加热锡珠工质使其等离子化

会聚镜片分解图（黄色部分）

系统总成图

据称该光源的放电频率最高可达1万Hz水平。工程师还透露整套光源系统包含机壳在内的总重达到了8吨。

IMEC:EUV冻蒜！

比利时研究机构IMEC的代表Luc van den Hove则在会上则为EUV光刻呐喊助威，他表示支持EUV技术走向实用的三大支柱--光刻机，掩膜及光阻胶的有关技术已经全部基本准备就绪，尽管光源方面还存在一些挑战，但他预计EUV在11nm节点左右将被投入实际生产使用。

尽管不是所有人都和他一样乐观，但这种态度相比往年在自信度方面已经有明显增强，至于这次发言是不是另一次放炮，就要看EUV今后几年的实际发展状况了。

作者: corner999 时间: 2011-7-20 15:04