EUV到达一个十字路口

EUV(EUV)光刻技术在一个十字路口。2014年代表技术的关键一年。事实上,它可能对EUV回答一个紧迫的问题:工作或不吗?

现在还为时过早,决心,但比以往有更多的不确定性oft-delayed技术。最初的目的是为65 nm节点在1990年代末,EUV已经错过了很多插入windows尽管强大的行业支持和数十亿美元花在这项技术。

到目前为止,EUV仍然拖延和将缺席10 nm节点。芯片制造商针对EUV 7海里,虽然技术可以推出5海里。和之前一样,仍然有问题EUV来源,面具基础设施和抗拒。

在任何情况下,最大的和真正的考验EUV是刚刚开始。去年年底,ASML公司首次适于生产的EUV扫描仪。13.5纳米波长的工具,被称为NXE: 3300 b,数值孔径为0.33,22纳米的分辨率半个球场。

在最近的2月份相比先进光刻技术研讨会,台积电最初希望礼物的第一个结果NXE: 3300 b在操作。但在学报,台积电官员说下去的工具由于“激光错位”的问题。然后,ASML说问题解决和工具是运行在同一周。

事件是一个嗝在大计划的事情。更大的问题不是“激光错位”,而是台积电和其他很少或没有提供关键数据的实际性能NXE: 3300 b在行动,他们所希望的。有一些细节过程能力,吞吐量或缺陷级别。

所以现在,最初的结果NXE: 3300 b仍然是不确定的。不过,ASML / Cymer演示与EUV光源70瓦的电力,这是接近有80瓦的目标源到今年年底。但略有夸张。“未阐明的实验室条件下,70 w是证明了六分钟,”克里斯·麦克说,绅士科学家和光刻技术专家在一个博客。

总之,还有对EUV问题多于答案。“电源EUV今天的大问题,”麦克在一次采访中说。“但即使我们今天得到一个可行的电力来源,这只会让我们剥下一层洋葱,看看下面的。直到我们有一个高功率源在处理晶片的一个工具,我们不知道面具defectivity问题真的有多坏。我们不知道大功率源会影响面罩或光学操作。最后,我们真的不知道要花多长时间来解决这些问题。”

显然,和未知的问题,都导致了对EUV,悲观情绪与日俱增。“我们认为客户变得越来越沮丧与EUV进展速度缓慢,”韦斯顿Twigg说,Pacific Crest Securities的分析师。“芯片制造商似乎接受了这一事实EUV迟到了,和理解,它可能永远不会被完全准备大规模生产。所以,有一个加强关注如何扩展浸没式光刻技术。”

EUV为什么重要?
事实上,延伸193海里浸泡,该行业正在加大力度开发新的多个模式方案,如自对准双/四模式和导演自组装(DSA)。

不过,EUV至关重要并有充分的理由。打印清晰的功能的能力是有限的波长的光。今天的接触,193纳米光刻技术达到物理极限40 nm半个球场,但行业扩展光学与光通过玩把戏。

这些技巧,也称为分辨率增强技术(ret),增加成本和复杂性。例如,使用193 nm浸,从单一暴露在28 nm转向多个模式20纳米光刻成本预计将增加56%,据巴克莱资本(Barclays Capital)。

预计这些成本飙升在14 nm。所以,在理论上,EUV是有吸引力的,因为它使这个行业接触路径,从而保持在检查成本。由于成本原因,EUV下一代芯片至关重要,在IBM杰出工程师Lars Liebmann说。“我支持EUV,”他补充道。

Liebmann指出,他生活在IBM围绕开发多个模式的解决方案,但他也是一个大的支持者EUV。如果光刻成本继续攀升,那么芯片制造商可能会呆在28 nm节点,或其他成熟技术,较长的时间,他说。“成本也拿走的动机(在芯片制造商)移动到下一个节点,”他说。

这意味着更少的黯淡前景的设计将进入生产在每个节点由于成本因素。反过来,芯片制造商无法填补他们的晶圆厂。然后,摩尔定律能来个急刹车。“如果我们不能找到一个新的解决方案,我们可以结束的时候,“Liebmann说。

即使EUV迟到和插入在7纳米技术仍有超过193海里浸泡和多个模式的优势,说Pawitter Mangat,高级经理、副主任EUV光刻GlobalFoundries。“EUV仍然可以做光学的事情不能,”Mangat说。

不过,EUV需要多个方案在7海里踱来踱去。EUV双模式是每个晶片的成本的2.5倍,相对于193海里浸泡双模式,根据尼康。相比,与此同时,在一个所有权成本模型,Imec理想条件的处理成本之间接触EUV和193海里浸泡和多个模式7海里。

在一个应用程序,Imec看着门模式。令人惊讶的是,一个EUV工具每小时50片的吞吐量(wph)门模块处理成本增加了近120%,比193海里浸泡多重曝光,据Imec。

对于相同的应用程序,EUV 85 wph达到成本平价193 nm /多次曝光。“如果我们达到了每小时150晶片(EUV),然后我们可以看到13%的好处,”丹Mallik说,一个研究专家IMEC。“从成本的角度来看,FEOL可能不是第一个地方你可以去(EUV)。”

EUV也混合结果middle-of-the-line(摩尔)的互联。相比193 nm /多次曝光,EUV达到成本平价70 wph 90 wph Mallik说。在150 wph EUV降低摩尔成本26%,他说。

在backend-of-the-line (BEOL) EUV要好得多。EUV 50 wph达到成本平价193 nm /多次曝光。“如果你去150 wph,它能降低成本30%,”他说。

问题的来源
很明显,可行性的EUV取决于吞吐量和其他因素。“这真的可以归结为一个thing-cost马特·诺瓦克说,高级先进的技术主管高通。“但现在,我们需要EUV加大,看看它能做什么。”

和之前一样,最大的挑战与EUV电源,这决定了系统的整体吞吐量。一次,ASML / Cymer承诺船100瓦到2012年底来源,但系统仍然拖延。到目前为止,只有生成10瓦的力量来源,使不到10 wph的吞吐量。按照这个速度,EUV为大规模生产几乎是不切实际的。

生产模型,NXE: 3300年,是在同一条船上。“(NXE: 3300)扫描仪正轨,”马克·菲利普斯说工程经理光刻在英特尔。“真的,这是源,可用性和权力是至关重要的。我们需要一个完整的80瓦pre-pulse来源3300年的扫描仪。这不是足够的力量为大批量生产,但这足够开始EUV光刻技术发展和重建信心。”

对于大规模生产,行业需要大约126 wph的吞吐量。“晶片每小时需要大于100,”安东尼表示日圆,台积电Nanopatterning技术基础设施部门的主管。“我们首先要得到80瓦,然后125瓦,250瓦。”

作为回应,ASML / Cymer来源设定新的目标。到今年年底,计划船一个80瓦的来源,使58 wph的EUV吞吐量。到2015年,ASML / Cymer希望船一个250瓦的来源,这意味着126 wph。

EUV来源是基于laser-produced等离子(垂直距离)技术。在垂直距离,等离子体是由一个激光脉冲击中目标。源还利用pre-pulse激光和主振荡器功率放大器(MOPA)。锡激光针对液滴,液滴发生器的快速下降。受脉冲激光时,锡加热燃料来创建一个等离子体。

的挑战是锡滴控制和精确的方式。“有干扰的液滴流引起的氢等离子体事件本身,”大卫·勃兰特说EUV营销高级总监ASML / Cymer。

帮助解决问题,ASML / Cymer开发所谓的新“控制策略”,以降低剂量,,简单来说,就是源消耗的能量。“通常,我们一直营业利润率35%,”布兰德说。“我们努力创造能量,但我们不想把它扔掉。”

ASML / Cymer没有注册新的控制系统的来源,但它证明了能力低剂量利润率不到10%。“3.5倍剂量减少保证金操作使我们在70瓦能量稳定,”他说。

此外,ASML / Cymer已经发明了一种原位清洗技术的来源。基于氢自由基的清洗方法,技术去除多余的锡源的收集器。“我们可以节省成本和时间,”他说。“我们现在可以清洁容器不收集器。你会经常使用这个系统删除的锡nanolayer甚至不是可见的。”

Gigaphoton,与此同时,另一种EUV源供应商取得了43瓦的输出在100 khz的第二垂直距离来源EUV原型。此外,Gigaphoton已经开发出一种新锡滴系统的EUV源作为一种手段来提高电力系统中。

“我们成功实现20微米的液滴。体积是34 pico-liters。频率是100千赫和间距是480微米,“Hakaru沟口健二说,公司的副总裁兼首席技术官。Gigaphoton旨在实现150瓦在其原型系统输出在2014年底,和250瓦的产量在2015年在大容量系统。

如果ASML / Cymer Gigaphoton错过他们的新和各自的时间表,那么该行业必须再次插入目标与EUV重置。然后,将继续山EUV不确定性和怀疑。行业不一定会放弃EUV,但芯片制造商将面临漫长、痛苦和昂贵的时期与多个模式。