根据SemiconductorEngineering报导,EUV微影技术被视为晶圆制造产业的“救世主”,多家业者均希望靠该技术有效突破线宽瓶颈。不过专家表示,EUV技术发展进度不一,且目前仍有无法克服的限制,包括镜片的可替换性,以及成像品质的疑虑,虽不致于成为“致命”缺点,但仍替产业发展投下不少变数。
EUV其实是多项技术的统称,其中每个单项技术发展进度不一,需要克服的点也不一样。举例来说,用于反射EUV光束的镜片可能产生像差,进而出现严重的背景耀斑。同样的,如果镜片上有缺陷,或者复杂的制程当中出现任何一点杂质,都可能导致晶圆表片品质受到影响:除此之外,还有散粒杂讯,重叠误差等可能发生的问题,都可能导致产品良率不佳,甚至产线完全停摆。
而在现行的浸润式微影技术(immersionlithography)中,光罩跟扫描器是可以互相置换的,同一个光罩可以适用在不同扫描器上,但EUV技术则不然,有时换了一个光罩便会出现像差的问题。换句话说,同一个扫描器换了不同的光罩,有时会出问题,有时却不会,确切原因至今仍未知,更遑论解决之道,成为制作过程当中很令人头痛的变因。
不少业者人士从2016年陆陆续续发现这个问题。为了达成临界尺寸的一致性,有人提出采用光学接近修正(OpticalProximityCorrection)的方式,不过每一个光罩还是配一个特定的扫描器,任意置换可能还是会出状况。欧洲最大半导体企业,同时专门主攻EUV技术的ASML则推出新系统NXE:3400B,加入不少改良试图解决这个问题,目前已经出货了,但实际使用成效如何,目前还没有可信赖的数据可供参考。
另外一个问题就是散粒杂讯。这个问题由来已久,早在100年前德国物理学家WalterSchottky就已经提出。不过在EUV微影技术中,每道雷射会发出的光子数都不一定,产生的化学反应无法事先预测,转换而成的电子数量就更难以掌握,对制程跟品质会有重大影响。在以往制造过程中,你可能有3倍精准度,99.75%的精准度就很不错了;但如果要降至3纳米的标准,可能需要8倍精准度,任何一个节点或环节稍有误差,就会影响晶圆厂的产能。
当然就设计的观点看,理想状况可以把每个环节当中可能出现的问题、或残留的杂质给挑出来,但那需要多少时间?这也是半导体产业的重要关键,就算你可以制造完美无缺的晶圆,但为了达成这个目标,整座厂究竟有多少时间是全力生产?还是在花时间纠错?当然,随着工具和运算能力的进步,这些问题不是没有机会克服,但在EUV被讨论的沸沸扬扬之际,它的可行性跟实际应用价值,也需要更理性冷静评估。
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