BACUS的5个要点

像往常一样，最近的SPIE掩模技术大会(有时被称为BACUS)是一个繁忙的活动。

该活动在加州圣何塞举行，主要介绍了掩模领域的常见主题。会上介绍了掩模编码器、检验、计量、维修和清洗。当然，这些论文还包括基于极紫外(EUV)光刻技术和光学技术的掩模。

以下是我从这次活动中得出的五点感悟，排名不分先后:

旧节点仍然健壮(并且变得真实)
掩模行业反映了IC市场正在发生的事情。如今，芯片制造商正在大力发展16nm /14nm finFET工艺，其中10nm和7nm工艺正在研发中。

虽然掩模制造商正在大力发展前沿掩模，但节点明显放缓，并超出了传统的两年周期。处于领先地位的芯片制造商越来越少。许多公司无法负担飙升的IC设计和制造成本。

然而，令人惊讶的是，对200mm晶圆厂产能和相关工具的需求仍然相对强劲。后缘节点，如28nm及以上，也保持强劲。

Photronics首席技术官兼战略规划副总裁Christopher Progler在SPIE Photomask的主题演讲中表示:“集成电路正在进入许多asp低得多的新领域。”“物联网和所有这些应用程序并没有推动ASP芯片的发展，从而为我们的研发提供资金。”

该行业还必须正视其他一些发人深省的趋势。“行业增长速度正在放缓。这是不可否认的，投资新技术的回报不再是真正有保证的。这导致我们的业务出现了前所未有的并购活动，目前很少有设备能从光刻技术的扩展中受益，”Progler说。

他说，从积极的方面来看，有很多新的应用正在出现，比如人工智能、加密、极限处理等。“所有这些都推动了对集成电路更大功能的需求，”他补充道。

与此同时，在掩模行业，很大比例的掩模出货量仍处于落后边缘。这并不奇怪，多年来一直都是这样。令人惊讶的是后缘仍然如此坚固。

根据最近的掩模制造商调查，就出货量而言，最大的掩模市场在90纳米到130纳米之间。总的来说，世界上约39.3%的口罩是在这些节点之间运输的，根据调查，由eBeam Initiative编制。

根据调查，全球总共约31.1%的掩模是130纳米及以上的。这一数字代表了9家公司从2015年第三季度到2016年第二季度交付的212,965个口罩的百分比。

前缘只占总量的一小部分。调查显示，16nm至22nm以下的掩模总出货量为4.6%，11nm至16nm以下为1.4%，7nm至11nm以下为0.7%。

中国还是萧条
一年一度的面具大会在加州举行。然而，口罩行业的很大一部分活动都发生在一个地方——中国。

据消息人士透露，英特尔正在俄勒冈州扩建一家新的口罩工厂，但两家口罩制造商正在中国扩建或建立生产厂。口罩设备制造商正在中国积极开拓受欢迎的新业务。

以Toppan Photomasks为例，该公司自1997年开始进入中国市场。该公司目前位于上海的工厂能够生产0.25微米的口罩。Toppan在旁边建了一家新工厂，最近开始增加口罩产量。该工厂生产的90纳米掩模可以扩展到65纳米。

随后，在8月份，光电子宣布了在中国投资的计划。光电子与中国国家级高新区厦门火炬高新技术产业开发区(厦门火炬)管委会签署投资协议，将在中国厦门建立制造工厂。

Photronics将建造并运营一个设施，从事掩模的研发、制造和销售。在未来五年内，Photronics计划根据协议投资1.6亿美元。该项目计划于2017年开始建设，2018年底开始生产。

今年及以后，我们将看到更多来自中国的新闻。

仍然需要:光化检查
2009年，英特尔希望业界开发EUV掩模检测设备。当时，芯片巨头想要EUV掩模的掩模空白和图样检查。

在最近的掩模大会上，英特尔还在乞求EUV掩模的检测工具。Lasertec已经完成了自己的任务。该公司正在准备一种光化掩模空白工具用于EUV掩模。

但令英特尔和其他公司懊恼的是，目前还没有基于光化学的图案掩模EUV检测工具。使用与EUV相同的13.5nm波长，光化检测可以比光学检测发现EUV掩模更多的缺陷。

KLA-Tencor公司几年前开始开发光化工具，但由于无法获得资金，他们放弃了。今天，开发一种生产工具需要数年时间和5亿美元或更多的资金。

那么，该行业如何开发这样的技术呢?这里有一些可能的想法:1)工具供应商从头开始开发工具;2)行业联合开发;3)芯片制造商放弃这个想法，转而使用当今的检测技术。

第一种情况是有问题的。如果一个工具供应商自己开发了一个光化工具来进行图样检查，它将花费大量的资源，而且回报也有问题。只有少数口罩客户需要这样的工具。VLSI研究公司董事长兼首席执行官g·丹·哈奇森(G. Dan Hutcheson)说，一家供应商可能总共只会出售“四到五个系统”。

为了获得回报，工具供应商必须对该系统收取很高的费用。“一个工具的价格在5亿到10亿美元之间，”他说。没有人愿意为一个检查系统支付高达10亿美元。

第二种选择是组成一个财团。不过，到目前为止，在这方面几乎没有任何进展。但据消息人士透露，该行业正在探索将Lasertec的光化技术扩展到图案掩模检测的想法。目前还不清楚这种情况是否或何时会发生。

目前，目前的解决方案是用电子束和光学工具检查EUV掩模。该行业将需要使用这些技术，除非它为可能无法飞行的光化检测技术支付数十亿美元。

NGL怎么了?
尽管如此，EUV仍然是下一代光刻技术(NGL)的领先竞争者。事实上，很明显，EUV是为数不多(如果只有)的NGL技术之一。NGL候选技术包括EUV、定向自组装(DSA)、多束电子束和纳米压印。

在SPIE Photomask上的一位演讲者宣称DSA对于内存来说太晚了，对于逻辑来说还没有准备好。根据演示者的说法，缺陷是DSA的主要问题。

直写光刻技术仍然用于小众应用，如asic、光子学和其他领域。多束电子束仍然是前沿逻辑的一个选择。多波束技术仍然存在，但它没有得到足够的重视。相反，该行业继续在EUV上投入更多的资金和资源。

与此同时，纳米压印仍然是一个可行的选择，至少在内存方面。目前，纳米压印主要针对NAND，而不是逻辑。

当然，我们不要忘记光学。令人惊讶的是，沉浸式继续向前发展，仍然是fab中的主力。

但EUV会错过7纳米的窗口吗?
在BACUS的这一周，GlobalFoundries举行了一个单独的活动。该公司公布了其7nm finFET技术。

此外，三星还公开了7nm光刻技术战略。基本上，GlobalFoundries和台积电走的是同一条路。台积电正在开发7nm的EUV，但它将在该节点上使用193nm浸没和多模式。EUV将无法赶上台积电定于2018年推出的7nm节点。台积电希望在5纳米工艺上插入EUV进行量产。该公司希望到2020年实现5nm工艺。

相比之下，英特尔和三星在各自的7纳米路线图上仍然有EUV。根据两家公司的说法，EUV将简化7nm的制模流程。

但如果EUV还没有为7nm技术做好准备，英特尔就不会再等了。相反，英特尔将在7纳米工艺上走浸入式/多模式路线。如果出现这种情况，三星很可能也会步其后尘。

时间会证明这些情况是否会发生。就ASML而言，该公司正在努力开发7纳米EUV技术，并在去年取得了显著进展。

与此同时，在5nm工艺上，EUV显然是领先的候选人。不过，可以肯定的是，业界正试图弄清楚如何在5nm实现193nm浸入式和多模式制程。从纸面上看，5nm的多重图案看起来很痛苦。当然，EUV也是如此。

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事实证明，在高温下保护掩模既困难又昂贵。