这项传出之际,正值格芯(Globalfoundries)、三星(Samsung)和台积电(TSMC)竞相为明年的7nm生产升级其EUV系统至具有高可用性的250W光源。如今,这些随机毛病的涌现显示,针对半导系统编制造日益增加的本钱和繁芜性,并不存在任何办理问题的灵丹灵药。
比利时Imec研究机构的图形专家Greg McIntyre在日前于美国加州举办的国际光学工程学会前辈微影技能会议(SPIE Advanced Lithography)上表示,最新的EUV扫描仪可以印制出代工厂为7nm所操持的20nm及更大尺寸之关键规格。然而,他们在制作风雅线条和电洞的能力还不明确。

像McIntyre这样的乐不雅观主义者认为,针对这种所谓的“随机效应”很快地就会涌现持续串的办理方案。但一些疑惑论者则认为这样的结果只是多了一个让人更加质疑EUV系统的情由——价格昂贵且延迟已久的EUV系统是否真的能成为芯片制造商的主流工具?

前英特尔(Intel)微影技能专家Yan Borodovsky预期,业界工程师该当能够利用EUV步进机进行2-3次曝光,打造出5nm或乃至是3nm组件。但他在这次活动的主题演讲时也指出,随着芯片毛病的不断上升,终极将迫使工程师们采取新的容错处理器架构,例如神经网络。
最近的毛病溘然涌如今15nm旁边的关键尺寸上,而这是针对2020年代工工艺制造5nm芯片所需的技能节点。EUV制造商ASML在去年的活动中提及,该公司正在准备可印制更风雅几何尺寸的下一代EUV系统,但这些系统要到2024年之后才会推出。
Imec研究职员指出,EUV微影将在5nm时涌现随机毛病(来源:Imec)
随机毛病有多种形式。有些是造成不完美的电洞;有些则是线状裂痕、或者是在两线和两电洞之间形成短路。由于这些毛病尺寸过于眇小,研究职员有时得花几天韶光才能找到。
McIntyre描述创造和肃清缺点时会碰着的寻衅。例如,一些研究职员提出了衡量线条粗糙度的标准方法,这正是理解毛病的关键之一。
另一个问题是,目前还不清楚光阻剂材料碰到EUV光源时会发生什么变革。McIntyre指出,“现在还不知道有多少电子产生,以及会创造出什么化学物质……我们对付物理学还不是完备地理解,以是正在进行更多的实验。”他指出研究职员已经测试多达350种光阻剂和工艺步骤的组合了。
良率在7nm/5nm备受关注
“制造业将会由于良率降落而受到重大的打击……如果我得为此卖力,那么我要说是时候退休了,”一位退休的微影技能专家在有关5nm毛病的谈论会上说道。
来自Globalfoundries的技能专家则在另一场专题演讲中揭橥更加乐不雅观但相对理智的意见。Globalfoundries研究副总裁George Gomba在回顾致力于EUV近30年的进程时说道:“这是一项艰巨的任务,而且接下来还有更多事情要做。”
当今的NXE 3400系统“不符合我们期望的一些发展蓝图哀求,以是(在7nm时)仍旧存在一些不愿定性。如果不提高生产力和可用性,我们可能难以发挥EUV的最大代价。”
Gomba指出,5nm时的随机毛病包括细微的3D断裂和撕裂,例如线条上的缺口等。他还呼吁在所谓光化系统上进行更多的事情,以便微影技能职员在采取光罩护膜覆盖之前检测EUV光罩。
“为了充份利用EUV,我们将须要光化检测系统,只管仍在开拓中,但它可以赞助目前已经可用的电子束(e-beam)光罩检测系统。”
Globalfoundries分享了对付何时以及如何导入EUV的意见。(深绿色框表示高数值孔径的EUV更受欢迎(来源:Globalfoundries)
Borodovsky在采访中表示,另一个可能导致5nm毛病的成分是现有的EUV光阻剂材料缺少均匀度。此外,他还表示支持直接电子束写入,由于EUV利用的繁芜相移光罩终极将膨胀至目前浸润式光罩价格的8倍。
由Lam Research创办人David Lam成立的公司Multibeam最近为其电子束技能得到了3,500万美元确当局资金。他希望在2年半内打造一套能运用于立基市场的商用系统,但适于大量生产的版本还须要更长的韶光。
Imec认为,下一代EUV可望在2025年以前投入商用
Borodovsky表示,到了2024年,毛病可能变得非常普遍,以至于传统的处理器将无法以前辈工艺制造。利用内存数组与内建嵌入式操作数件的实验芯片可能具有更高的容错能力,例如IBM的True North芯片,以及惠普实验室(HP Labs)以忆阻器打造的成果。
Globalfoundries回顾EUV发展历史
Globalfoundries发言人概述近30年来EUV研发的主要里程碑( 来源:Globalfoundries)
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