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計劃成立一座聯(lián)合研究實驗室，共同探索在后3奈米(post-3nm)邏輯節(jié)點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，此次雙方這項合作是一項為期五年計劃的一部份，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)計在今年年底前，新實驗室將在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驗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研究實驗室，來自兩個組織的研究人員將以更高NA實驗下一代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，并且實現(xiàn)更小的特征尺寸。更具體地說，計劃安裝在聯(lián)合研究實驗室的新型高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)點的EUV量產(chǎn)

ASML預(yù)計，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研究實驗室進(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)商到檢驗和計量以及最終的客戶——的能力。