Imec聯(lián)手ASML布局post-3nm微影技術(shù)

 比利時研究機(jī)構(gòu)Imec和微影設(shè)備制造商ASML計(jì)劃成立一座聯(lián)合研究實(shí)驗(yàn)室，共同探索在后3奈米(post-3nm)邏輯節(jié)點(diǎn)的奈米級元件制造藍(lán)圖。

imec和ASML之間已經(jīng)建立將近30年的長期合作關(guān)系，此次雙方這項(xiàng)合作是一項(xiàng)為期五年計(jì)劃的一部份，將分為兩個階段。首先是開發(fā)并加速極紫外光(EUV)微影技術(shù)導(dǎo)入量產(chǎn)，包括最新的EUV設(shè)備準(zhǔn)備就緒。

第二階段將共同探索下一代高數(shù)值孔徑(NA)的EUV微影技術(shù)潛力，以便能夠制造出更小型的奈米級元件，從而推動3nm以后的半導(dǎo)體微縮。

在第一階段，預(yù)計(jì)在今年年底前，新實(shí)驗(yàn)室將在Imec的無塵室中安裝ASML的NXE:3400B量產(chǎn)專用EUV掃描儀，并將尋求發(fā)展和改善目前的0.33 NA EUV微影技術(shù)。利用Imec的基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)平臺，imec和ASML的研究人員和合作伙伴公司將利用該實(shí)驗(yàn)室主動分析和解決諸如缺陷、可靠性和產(chǎn)量等技術(shù)挑戰(zhàn)，并加速EUV技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

NXE:3400B EUV系統(tǒng)具有250W光源，每小時可提供超過125片晶圓的吞吐量，這是大量產(chǎn)的重要要求。安裝在Imec的系統(tǒng)還將配備最新的校準(zhǔn)和位準(zhǔn)感測器，能以高吞吐量實(shí)現(xiàn)最佳制程控制，以利于與最新浸潤式掃描儀NXT:2000i進(jìn)行疊對匹配。NXT:2000i掃描儀將于2019年安裝在imec的無塵室中。

此外，ASML和Imec還將透過新的ASML YieldStar光學(xué)度量系統(tǒng)和ASML-HMI多電子束度量設(shè)備擴(kuò)展度量能力，從而更準(zhǔn)確、更快速地評估奈米級結(jié)構(gòu)。

而在第二階段，Imec和ASML將聯(lián)手打造一座高NA旳EUV研究實(shí)驗(yàn)室，來自兩個組織的研究人員將以更高NA實(shí)驗(yàn)下一代EUV微影技術(shù)。具有更高NA的系統(tǒng)能將EUV光源投射到較大角度的晶圓，從而提高解析度，并且實(shí)現(xiàn)更小的特征尺寸。更具體地說，計(jì)劃安裝在聯(lián)合研究實(shí)驗(yàn)室的新型高NA EUV EXE:5000系統(tǒng)，將以0.55 NA取代目前NXE:3400 EUV系統(tǒng)所使用的0.33 NA。

TWINSCAN NXE:3400 EUV將支援7nm和5 nm節(jié)點(diǎn)的EUV量產(chǎn)

ASML預(yù)計(jì)，EXE:5000將于2021年上市，并成為其新一代的EUV微影平臺。據(jù)該公司稱，高NA的系統(tǒng)在未來十年后將實(shí)現(xiàn)幾何晶片微縮，提供比ASML現(xiàn)有EUV系統(tǒng)更好70%的解析度和疊加能力。

Imec總裁兼執(zhí)行長Luc Van den hove告訴《EE Times》，這些新機(jī)器中的第一臺將安裝在高NA EUV研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行早期測試。那么Imec在開發(fā)后3nm制程的系統(tǒng)時面臨哪些挑戰(zhàn)？Van den hove表示，imec重點(diǎn)投入的三個主要的研究領(lǐng)域包括光阻技術(shù)、光罩的防塵薄膜技術(shù)，以及制程最佳化。

Van den hove說：「光阻技術(shù)還需要進(jìn)一步改進(jìn)，才能減少缺陷率?！鼓阆Ｍ庾鑴└屿`敏，但更高的靈敏度會增加缺陷率。

他說這是一個多次反覆的過程，能夠逐步提高性能，但這么多年來的進(jìn)展速度相當(dāng)緩慢。然而，他強(qiáng)調(diào)，隨著更多的EUV系統(tǒng)部署，生態(tài)系統(tǒng)中的光阻劑供應(yīng)商越來越多，很快地就能夠以更快的步伐帶來更多的改善機(jī)會。

EUV的光罩防塵薄膜也來得相當(dāng)慢。Van den hove表示，最大的挑戰(zhàn)仍然是透明度，Imec正計(jì)劃解決這個問題。Van den hove補(bǔ)充說，Imec在當(dāng)前EUV技術(shù)發(fā)展中扮演的角色，就在于組織協(xié)調(diào)所有參與者——從光阻劑、光罩供應(yīng)商到檢驗(yàn)和計(jì)量以及最終的客戶——的能力。