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    集成電路 EUV技術創新繪制半導體藍圖

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    • 發布時間:2021-12-31 14:19
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    【概要描述】半導體細微化(Scaling)是目前半導體行業最熱門的話題之一。隨著DRAM等的芯片元器件在內的大部分電子元器件和存儲單元趨于超小型化,對于高度集成技術的需求也逐漸提高

    集成電路 EUV技術創新繪制半導體藍圖

    【概要描述】半導體細微化(Scaling)是目前半導體行業最熱門的話題之一。隨著DRAM等的芯片元器件在內的大部分電子元器件和存儲單元趨于超小型化,對于高度集成技術的需求也逐漸提高

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    半導體細微化(Scaling)是目前半導體行業最熱門的話題之一。隨著DRAM等的芯片元器件在內的大部分電子元器件和存儲單元趨于超小型化,對于高度集成技術的需求也逐漸提高,超小型芯片將可以儲存并快速處理天文數字般的數據量。

    如今,半導體細微化(Scaling)最為核心的是新一代曝光技術——極紫外光刻(Extreme Ultra Violet,簡稱EUV)技術。

    “摩爾定律已經終結” 半導體細微化技術陷入瓶頸

    半導體細微化已進入10納米時代,之前的“多重成像(Multi Patterning)”技術已不再奏效。因為,在10納米級芯片制程中,之前的氟化氬曝光技術(Argon Fluoride, 簡稱ArF )已經陷入瓶頸。迄今為止,半導體行業一直遵循每隔24個月芯片集成度翻一番的“摩爾定律”。然而,如今隨著光刻工藝難度越來越高,曾經輝煌沿用的摩爾定律也終將被淘汰。

    光刻工藝是用激光在晶圓上繪制超微電路的半導體制造流程之一,其電路圖案轉移到晶圓的過程與傳統相片的制作過程類似,故“光刻工藝”的英文有“Photo”一詞。

    “光刻法(Photolithography)”是一種圖案轉移及復印技術,通過把光照射在包含電路圖形信息并預制成金屬圖案的掩膜版(Mask)或原裝玻璃板上,從而實現將出現的影子復制轉移到晶圓上。這種在晶圓上形成預設計的圖案為半導體制造的關鍵工藝。在此過程中,電路圖案的細微程度是半導體技術競爭力的決定性因素。

    “細微化(Scaling)”,即縮小半導體電路晶體管器件電門的長度的,一直被視作業界最為重要的課題。晶體管電門就如同一座連接源級和漏級的橋梁,是調節電流的閥門。因此,電門長度越短,從源極流向漏極的電子數量也就越大,電路運行速度也相應越快。

    近年以來,半導體曝光設備進展迅速,均使用帶有高數值孔徑(numerical aperture,簡稱NA)的較大透鏡或短波光源。但當柵極長度縮小到30納米以下后,現有的液體浸沒式氟化氬曝光設備(ArF)將會達到極限。

    到18納米的DRAM芯片采用的是多重成像技術,但這會造成工序增加、生產率下降、材料費上升的問題,從而導致成本上升。當處理工序數量多達500-600道時,可見該技術已走到了盡頭。解決這一問題的唯一辦法取決于短波光,利用更加“纖細的筆觸”精細地繪制電路。

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