格羅方德正在為下一代芯片制造做準(zhǔn)備 極紫外光刻工藝會循序漸進(jìn)
2018-03-08 10:42:52 n去年的時候，從 AMD 剝離出來的芯片制造工廠格羅方德（GlobalFoundries）曾發(fā)表了一份聲明，表示 AMD 銳龍（Ryzen）和 Epyc 處理器、以及各式各樣 Radeon GPU，都是由其獨(dú)家代工的。現(xiàn)在，隨著 14nm LPP 工藝的成熟，格羅方德又將長遠(yuǎn)的目標(biāo)放在了紐約北部的 Fab 8 制造工廠上。根據(jù)該公司的路線圖，7 納米 Leading Performance 制程（7LP）會是格羅方德沖刺下一個極限的重心，最終有望在大規(guī)模半導(dǎo)體產(chǎn)品制造上使用極紫外光刻技術(shù)（EUV）。
格羅方德 Fab 8 工廠大門
盡管半導(dǎo)體行業(yè)暢想 EUV 技術(shù)很多年，但實際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)讓業(yè)界不得一次次推遲它的部署。
當(dāng)前市面上僅有 ASML 一家公司在摸索中提供設(shè)備，因此其這項技術(shù)的命運(yùn)取決于 ASML 能否克服跨紫外線和 X 射線界限時所帶來的干擾。
與當(dāng)前 193-mm 沉浸式光刻工具所使用的氬-氟化物準(zhǔn)分子激光不同，極紫外掃描必須借助一種全新的方法，才能在硅片上運(yùn)用下一代工藝所需的電磁能量。
ASML 極紫外光刻掃描機(jī)
據(jù)悉，格羅方德將對工廠內(nèi)部進(jìn)行重新分配，通過激光脈沖，將融化的錫液滴轉(zhuǎn)化為高能等離子，產(chǎn)生的光波長僅為 13.5 納米。
傳統(tǒng)工藝使用玻璃制成的折射透鏡，但它對光性能的影響很大。EUV 掃描儀必須引導(dǎo)這種寶貴的能量來源，讓它通過反射鏡、順利地抵達(dá)晶圓片上 —— 而這需要在硬真空環(huán)境下實現(xiàn)。
即便如此，EUV 掃描儀的光效率還是相當(dāng)?shù)偷摹＞退愎庠垂β视?250W，最終留在晶圓片表面上的也只有 2% 左右。遺憾的是，直到去年年底，ASML 還沒能越過 250W 的里程碑。
EUV 在大規(guī)模生產(chǎn)中所面臨的一些挑戰(zhàn)
EUV 工藝的另一大挑戰(zhàn)，就是尋找合適的薄膜。這種透明的保護(hù)層，可防止生產(chǎn)過程中的碎片沉浸到掩具上，但當(dāng)前仍是一項棘手的挑戰(zhàn)。
即便在清潔的條件下，仍需給晶圓片罩上保護(hù)殼、以及保證 EUV 設(shè)備本身的真空環(huán)境。因為微小的碎片粒子仍可在 EUV 網(wǎng)狀物上停留，若缺乏薄膜保護(hù)、碎片可能會殘留在成品晶片上。
與其它 EUV 激光一樣，薄膜會吸收掉部分光能，減少了最終抵達(dá)晶圓上的光量。當(dāng)前的 EUV 薄膜材料，可將大約 78% 的能量從掃描儀傳送到晶片上。
格羅方德的 EUV 戰(zhàn)略
對于格羅方德來說，在大規(guī)模生產(chǎn)之前，其需要至少突破 88% 的傳輸效率。好消息是，格羅方德首席技術(shù)官 Tom Caulfield 對 EUV 的前景保持樂觀。
他認(rèn)為這項技術(shù)不會影響到 7-nm 芯片的生產(chǎn)，對一座每日不得停歇的工廠來說，在技術(shù)成熟之前，他們是不會貿(mào)然介入。
短期內(nèi)，EUV 不會但當(dāng)芯片制造的主角。在格羅方德的 7-nm 工藝中，EUV 只會用到兩個地方 —— 芯片的觸點（contacts）和通路（vias）。[編譯自：TechReport]
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