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格罗方德为下一代芯片制造准备 极紫外光刻工艺

2018-03-08 10:13:12编辑:冀凯 关键字:格罗方德  极紫外

去年的时候,从 AMD 剥离出来的芯片制造工厂格罗方德(GlobalFoundries)曾发表了一份声明,表示 AMD 锐龙(Ryzen)和 Epyc 处理器、以及各式各样 Radeon GPU,都是由其独家代工的。现在,随着 14nm LPP 工艺的成熟,格罗方德又将长远的目标放在了纽约北部的 Fab 8 制造工厂上。 根据该公司的路线图,7 纳米 Leading Performance 制程(7LP)会是格罗方德冲刺下一个极限的重心,最终有望在大规模半导体产品制造上使用极紫外光刻技术(EUV)。


格罗方德 Fab 8 工厂大门


尽管半导体行业畅想 EUV 技术很多年,但实际应用中的挑战让业界不得一次次推迟它的部署。


当前市面上仅有 ASML 一家公司在摸索中提供设备,因此其这项技术的命运取决于 ASML 能否克服跨紫外线和 X 射线界限时所带来的干扰。


与当前 193-mm 沉浸式光刻工具所使用的氩-氟化物准分子激光不同,极紫外扫描必须借助一种全新的方法,才能在硅片上运用下一代工艺所需的电磁能量。

ASML 极紫外光刻扫描机


据悉,格罗方德将对工厂内部进行重新分配,通过激光脉冲,将融化的锡液滴转化为高能等离子,产生的光波长仅为 13.5 纳米。


传统工艺使用玻璃制成的折射透镜,但它对光性能的影响很大。EUV 扫描仪必须引导这种宝贵的能量来源,让它通过反射镜、顺利地抵达晶圆片上 —— 而这需要在硬真空环境下实现。


即便如此,EUV 扫描仪的光效率还是相当低的。就算光源功率有 250W,最终留在晶圆片表面上的也只有 2% 左右。遗憾的是,直到去年年底,ASML 还没能越过 250W 的里程碑。


EUV 在大规模生产中所面临的一些挑战


EUV 工艺的另一大挑战,就是寻找合适的薄膜。这种透明的保护层,可防止生产过程中的碎片沉浸到掩具上,但当前仍是一项棘手的挑战。


即便在清洁的条件下,仍需给晶圆片罩上保护壳、以及保证 EUV 设备本身的真空环境。因为微小的碎片粒子仍可在 EUV 网状物上停留,若缺乏薄膜保护、碎片可能会残留在成品晶片上。


与其它 EUV 激光一样,薄膜会吸收掉部分光能,减少了最终抵达晶圆上的光量。当前的 EUV 薄膜材料,可将大约 78% 的能量从扫描仪传送到晶片上。

格罗方德的 EUV 战略


对于格罗方德来说,在大规模生产之前,其需要至少突破 88% 的传输效率。好消息是,格罗方德首席技术官 Tom Caulfield 对 EUV 的前景保持乐观。


他认为这项技术不会影响到 7-nm 芯片的生产,对一座每日不得停歇的工厂来说,在技术成熟之前,他们是不会贸然介入。


短期内,EUV 不会但当芯片制造的主角。在格罗方德的 7-nm 工艺中,EUV 只会用到两个地方 —— 芯片的触点(contacts)和通路(vias)。

关键字:格罗方德  极紫外

来源: cnBeta 引用地址:/manufacture/article_2018030822852.html
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