極紫外光刻

　　1概述

　　EUV光刻采用波長(zhǎng)為10-14納米的極紫外光作為光源，可使曝光波長(zhǎng)一下子降到13.5nm,它能夠把光刻技術(shù)擴(kuò)展到32nm以下的特征尺寸。

　　光刻技術(shù)是現(xiàn)代集成電路設(shè)計(jì)上一個(gè)最大的瓶頸?，F(xiàn)cpu使用的45nm、32nm工藝都是由193nm液浸式光刻系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是因受到波長(zhǎng)的影響還在這個(gè)技術(shù)上有所突破是十分困難的，但是如采用 EUV光刻技術(shù)就會(huì)很好的解決此問(wèn)題，很可能會(huì)使該領(lǐng)域帶來(lái)一次飛躍。

　　但是涉及到生產(chǎn)成本問(wèn)題，由于193納米光刻是目前能力最強(qiáng)且最成熟的技術(shù)，能夠滿(mǎn)足精確度和成本要求，所以其工藝的延伸性非常強(qiáng)，很難被取代。因而在2011年國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議 (ISSCC2011)上也提到，在光刻技術(shù)方面，22/20nm節(jié)點(diǎn)主要幾家芯片廠商也將繼續(xù)使用基于193nm液浸式光刻系統(tǒng)的雙重成像(double patterning)技術(shù)。

　　2背景

　　英特爾高級(jí)研究員兼技術(shù)和制造部先進(jìn)光刻技術(shù)總監(jiān)Yan Borodovsky在去年說(shuō)過(guò)“針對(duì)未來(lái)的IC設(shè)計(jì)，我認(rèn)為正確的方向是具有互補(bǔ)性的光刻技術(shù)。193納米光刻是目前能力最強(qiáng)且最成熟的技術(shù)，能夠滿(mǎn)足精確度和成本要求，但缺點(diǎn)是分辨率低。利用一種新技術(shù)作為193納米光刻的補(bǔ)充，可能是在成本、性能以及精確度方面的最佳解決方案。補(bǔ)充技術(shù)可以是EUV或電子束光刻。”

　　在10年的SPIE先進(jìn)光刻技術(shù)會(huì)議上，AMD公司的Bruno La Fontaine展示了IBM聯(lián)盟開(kāi)發(fā)的“臺(tái)風(fēng)”芯片，該芯片線(xiàn)寬為45 nm，完全現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，第一層金屬采用極超紫外線(xiàn)(EUV)光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)。去年年中完成該項(xiàng)目后，IBM聯(lián)盟——包括IBM、AMD、東芝和其它合作方——決定再上一個(gè)臺(tái)階。AMD技術(shù)團(tuán)隊(duì)的核心成員、IBM聯(lián)盟EUV項(xiàng)目(紐約奧爾巴尼)經(jīng)理Obert Wood介紹，“我們正在向32 nm技術(shù)進(jìn)軍，但技術(shù)進(jìn)步如此迅速，要是在32 nm技術(shù)上耗費(fèi)過(guò)多時(shí)間，我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)16 nm技術(shù)，我認(rèn)為16 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)將采用EUV光刻。”

　　顯然，這兩家公司的發(fā)展路線(xiàn)將會(huì)決定光刻技術(shù)的發(fā)展方向。

　　3展望

　　英特爾已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)22nm工藝處理器，英特爾計(jì)劃2013年推出14納米級(jí)芯片，2015年推出10納米級(jí)芯片。

　　在SemiCon West產(chǎn)業(yè)會(huì)議上， Global Foundries公司對(duì)外宣布，將會(huì)在15nm制程時(shí)開(kāi)始啟用EUV極紫外光刻技術(shù)制造半導(dǎo)體芯片。Global Foundries公司高級(jí)副總裁Greg Bartlett表示，在紐約Fab8工廠建成之后的2012年下半年將會(huì)立刻開(kāi)始在該工程部署EUV光刻的相關(guān)設(shè)備，與此同時(shí)，光刻設(shè)備廠商ASML也將會(huì)發(fā)售EUV光刻設(shè)備。

　　現(xiàn)階段很多公司也在推動(dòng)納米壓印、無(wú)掩膜光刻或一種被稱(chēng)為自組裝的新興技術(shù)。但是EUV光刻仍然被認(rèn)為是下一代CPU的最佳工藝。