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EUV光刻机对半导系统体例程的主要性 [复制链接]

liuliying (离线)
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揭晓于 2018-11-2 10:23:17 |只看该作者 |倒序浏览
要害词: 集成电路


在制造历程当中须要履历质料制备、掩膜、光刻、刻蚀、洗濯、搀杂、机械研磨等多个工序,其中以光刻工序最为要害,由于它是所有集成电路家当制造工艺先进水平的主要目的。而光刻工序用到的装备--光刻机则是集成电路制造中最周详严重年夜、难度最高、价钱最昂贵的装备,用于在芯片制造历程当中的掩膜图形到硅衬底图形之间的转移。
  光刻机的生长经由了一个漫长的历程,1960年月的接触式光刻机、靠近式光刻机,到1970年月的投影式光刻机,1980年月的步进式光刻机,到步进式扫描光刻机,到浸入式光刻机和现在的EUV光刻机,装备性能赓续前进,推动集成电路凭证摩尔定律往宿世长。
  EUV作为下一代手艺的代表,不须要多重暴光,一次便可以曝出想要的细腻图形,没有超纯水和晶圆接触,在产物临盆周期、OPC的庞洪水平、工艺控制、良率等方面的优势显着。然则也须要一连优化。特殊是EUV的暴光要领,降低EUV掩膜版的弱点,和晶圆产率方面尚有很年夜发年夜空间。EUV光刻机对7nm及以下的工艺节点异常主要,台积电、三星两年夜代工巨擘均已在最新产物中引入7纳米EUV手艺。
  EUV光刻机垄断者ASML
  现在,光刻机领域的龙头晚年夜是荷兰ASML,并曾经占领了高达80%的市场份额,垄断了高端光刻机市场。ASML公司日前宣布2018年Q3季度财报,当季营收27.8亿欧元,净利润6.8亿欧元,出货了5台EUV光刻机,整年预计出货18台,明年将增添到30台,而且明年下半年会推出新一代的NXE:3400C型光刻机,临盆才干从现在的每小时125晶圆提升到155片晶圆以上,意味着产能提升24%。
  在现有的EUV以外,ASML与IMEC比利时微电子中央还杀青了新的协作协定,双方将合营研发新一代EUV光刻机,NA数值孔径从现有的0.33前进到0.5,可以进一步提升光刻工艺的微缩水平,制造出更小的晶体管。
  NA数值孔径对光刻机有甚么意义?,决议光刻机分辨率的公式以下:
  光刻机分辨率=k1*λ/NA
  其中k1是常数,不合的光刻机k1不合,λ指的是光源波长,NA是物镜的数值孔径,以是光刻机的分辨率就取决于光源波长及物镜的数值孔径,波长越短越好,NA越年夜越好,这样光刻机分辨率就越高,制程工艺越先进。
  现在的EUV光刻机应用的是波长13.5nm的极紫外光,而浅易的DUV光刻机应用的是193nm的深紫外光,以是升级到EUV光刻机可以年夜幅提升半导体工艺水平,完成7nm及以下工艺。
  然则改变波长以后再进一步提升EUV光刻机的分辨率就要从NA目的曲折手了,现在的光刻机应用的照样NA=0.33的物镜系统,下一代的目的就是NA=0.5及以上的光学系统了。
  现在ASML与IMEC协作的就是高NA的EUV工艺了,双方将培植一个团结实验室,在EXE:5000型光刻机上应用NA=0.55的光学系统,更高的NA有助于将EVU光源投射到更辽阔的晶圆上从而前进半导体工艺分辨率,增添晶体管尺寸。
  现在这项研究才刚刚泉源,以是新一代EUV光刻工艺问世时间还早,此前ASML投资20亿美元入股蔡司公司,目的就是协作研发NA=0.5的物镜系统,之前宣布的量产时间是2024年,这个时间点上半导体公司的制程工艺应当可以到3nm节点了。
  国际2019年迎首台EUV光刻机
  光刻机是中国在半导体装备制造上最年夜的短板,处于手艺争先的上海微电子装备无限公司已量产的光刻机中,性能最好的是能用来加工90nm芯片的光刻机,与海内的手艺差距说是鸿沟都不为过。正是是以,国际晶圆厂所需的高端光刻机完全依附出口。
  在国际,一直撒播着一种声响,即受西方《瓦森纳协定》的限制,中国只能买到 ASML 的中低端产物,出价再高,也没法购得 ASML 的高端装备。这一说法遭到ASML 中国区总裁金泳璇的否认。金泳璇在接手媒体采访时廓清:ASML 对年夜陆晶圆厂与国际客户一视同仁,只需客户下单, EUV 要出口到中国完全没有任何效果。在交期方面,所有客户也都完全不合,从下单到正式交货,均为21个月。
  而这一说法在中芯国际向ASML订购的一台最新型EUV极紫外线光刻机以后,貌似经由了证实。这一中国年夜陆首台 EUV 光刻机,将在2019年交付。


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