在最近舉辦的SPIE高級(jí)光刻技術(shù)會(huì)議上，盡管EUV光刻工具的發(fā)展現(xiàn)狀仍顯得不夠成熟，但目前唯一一家推出商用EUV光刻設(shè)備的廠(chǎng)商ASML還是給我們 帶來(lái)了一些下一代EUV光刻機(jī)的新信息，而我們也趁此機(jī)會(huì)給大家總結(jié)一下ASML已經(jīng)上市和正在研發(fā)階段的EUV光刻機(jī)的部分性能參數(shù)。
IMEC工作人員正在安裝NXE:3100 如我們以前介紹的那樣，ASML目前上市的試產(chǎn)型EUV光刻機(jī)型號(hào)為NXE:3100，這款機(jī)型號(hào)稱(chēng)最高成像能力為18nm，盡管這款機(jī)型在曝光功率和產(chǎn)出量方面還存在一些問(wèn)題，但ASML表示他們會(huì)進(jìn)一步優(yōu)化下一代機(jī)型的性能，他們預(yù)定于2012年推出3100的后續(xù)機(jī)型。 我們先來(lái)看看他們剛剛推出的試產(chǎn)型NXE:3100機(jī)型的情況，之所以稱(chēng)為“試產(chǎn)型”，主要是因?yàn)檫@款機(jī)型在產(chǎn)出量方面還不能達(dá)到芯片制造廠(chǎng)商量產(chǎn)芯片時(shí)的產(chǎn)出量要求。 NXE:3100機(jī)型的主要客戶(hù)和光源系統(tǒng)/產(chǎn)出量指標(biāo)： 目前已經(jīng)有兩臺(tái)NXE:3100在客戶(hù)處安裝完成，其中首家安裝的客戶(hù)是三星公司，第二家則是比利時(shí)的IMEC研究機(jī)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，目前ASML公司有兩家EUV光源供應(yīng)商，其一是Cymer公司，他們生產(chǎn)的EUV光源系統(tǒng)采用的是LPP激光等離子體光源，這種光源使用高功率激光來(lái)加熱負(fù)載產(chǎn)生等離子體，據(jù)ASML透露，目前Cymer提供的光源系統(tǒng)其持續(xù)曝光功率為11W；另外一種則是Ushio生產(chǎn)的基于DPP放電等離子體技術(shù)的光源系統(tǒng)，這種光源利用放電來(lái)加熱負(fù)載(極微小的錫滴)產(chǎn)生等離子體，據(jù)ASML稱(chēng)Ushio正在開(kāi)發(fā)過(guò)程中的一套DPP光源系統(tǒng)的曝光功率可達(dá)12W。而三星公司安裝的那臺(tái)NXE3100配用的是Cymer的光源系統(tǒng)，IMEC的那臺(tái)則采用Ushio的光源系統(tǒng)。 另外還有一家生產(chǎn)EUV光源系統(tǒng)的主要廠(chǎng)商Gigaphoton，據(jù)ASML公司透露，這家公司制造的EUV LPP光源系統(tǒng)據(jù)稱(chēng)曝光功率可達(dá)20W左右。
接觸孔(contact hole)的形狀 據(jù)說(shuō)三星采購(gòu)這臺(tái)EUV光刻機(jī)的目的是準(zhǔn)備將其用于內(nèi)存芯片的生產(chǎn)制造，原因是如果使用193nm液浸光刻+雙重成像技術(shù)來(lái)制造更高密度的內(nèi)存芯片中的接觸孔結(jié)構(gòu)，其制造成本會(huì)很高，因此三星正在尋找其它的制造方案。 產(chǎn)出量方面，NXE3100機(jī)型到今年年底可實(shí)現(xiàn)60片晶圓/小時(shí)的產(chǎn)出量，而目前則每小時(shí)只能加工出5片晶圓。按照ASML公司高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Christian Wagner的說(shuō)法，只有將光源的持續(xù)曝光功率提升到100W等級(jí)，才有望實(shí)現(xiàn)60片/小時(shí)的產(chǎn)出量目標(biāo)。而按KLA-Tencor公司高管的說(shuō)法，EUV光刻機(jī)的每小時(shí)產(chǎn)出量必須能維持在80片晶圓，光刻機(jī)廠(chǎng)商才有可能從中獲得穩(wěn)定的收入。 NXE3100其它主要技術(shù)參數(shù)： 其它參數(shù)方面，按照ASML公司高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Christian Wagner的說(shuō)法，NXE:3100分辨率可達(dá)27nm級(jí)別，可以成像的最小線(xiàn)寬尺寸和最小線(xiàn)間距尺寸則達(dá)到27/24nm，最小接觸孔(contact hole)的孔徑尺寸則為30nm；數(shù)值孔徑則為0.25，曝光視場(chǎng)尺寸則為26mmx33mm(原文為26nm，似乎有誤)，套刻誤差為4nm，雜散光斑比例（Flare）為5%。 Wagner還表示，NXE:3100光刻機(jī)目前已經(jīng)可以刻制出32/40nm直徑尺寸的接觸孔。而如果使用偶極離軸照明式分辨率增強(qiáng)技術(shù)(dipole resolution technique)，系統(tǒng)的分辨率還可以進(jìn)一步提高到可刻制直徑在20nm以下的接觸孔結(jié)構(gòu)。至于在邏輯器件中的應(yīng)用，這款機(jī)器則據(jù)稱(chēng)可用于制造18nm制程的SRAM芯片。 NXE3100售價(jià)及主要客戶(hù)： 價(jià)格方面，NXE:3100機(jī)型的售價(jià)據(jù)稱(chēng)約在1億美元左右。光是EUV光刻工具一項(xiàng)業(yè)務(wù)，ASML公司目前為止從中獲利的數(shù)額便已經(jīng)達(dá)到了10億美元之巨。 除了三星和IMEC兩家客戶(hù)之外，還有另外四家公司也已經(jīng)向ASML公司訂購(gòu)了NXE:3100機(jī)型，這四家公司分別是Intel，臺(tái)積電，韓國(guó)Hynix以及日本東芝公司。而Globalfoundries公司則跳過(guò)了NXE:3100，已經(jīng)提前訂購(gòu)了ASML尚未開(kāi)發(fā)完成的量產(chǎn)型NXE:3300機(jī)型。 下一代機(jī)型NXE3300B的主要技術(shù)指標(biāo)及訂貨狀況： 據(jù)ASML表示，NXE:3100之后，他們還在開(kāi)發(fā)其下一代可供量產(chǎn)的機(jī)型NXE:3300.該機(jī)型的初始型號(hào)將命名為NXE:3300B，這款機(jī)型數(shù)值孔徑NA為0.33(原來(lái)計(jì)劃的NA值為0.32，不過(guò)ASML公司后來(lái)提升了這項(xiàng)規(guī)格)，圖像解析度可達(dá)22nm(原文為0.22nm，似乎有誤)。該機(jī)型的產(chǎn)出量目標(biāo)是每小時(shí)加工125片晶圓，這意味著其所配套的光源的持續(xù)功率必須達(dá)到250W。目前ASML公司已經(jīng)收到了10份這款機(jī)型的訂單。 附：ASML開(kāi)發(fā)的各型EUV光刻機(jī)參數(shù)匯總對(duì)比：
說(shuō)明： 1-ADT指Alpha demo tool，是ASML出品的第一代EUV光刻試驗(yàn)機(jī)型； 2-所謂常規(guī)照明形式，即指沒(méi)有應(yīng)用離軸光照技術(shù)的情況； 2-所有三臺(tái)機(jī)型均采用雙工作臺(tái)設(shè)計(jì). |
