电子发烧友网报道(文/周凯扬)随着 5nm 及以下的芯片出货量越来越大,EUV 光刻机已经成了每个晶圆厂创造巨额利润的一大高成本利器。然而,在 EUV 光刻机的制造过程中还是有不少工序、材料需要新的解决方案,对于晶圆厂来说,这些才是令他们头疼产量与良率的问题。以光罩防尘膜为例,针对过去的 DUV光刻机打造的解决方案已经不再适用。
不起眼却重要无比的防尘薄膜
光罩防尘膜作为半导体制造光刻工艺中用到的一项关键材料,除了防尘避免异物附着造成缺陷外,也有着保护光罩不被损坏的作用。DUV 光刻机经历了长时间的发展,其光罩防尘膜技术已经趋于成熟,其透光率基本都能达到 99% 以上。
然而在 EUV 光刻机上,光罩防尘薄膜却难倒了不少厂商。极紫外光很容易被各种有机材料吸收,对 EUV 波长带具有完全透明性的材料还不存在,所以高透光率的实现是个大难题。为此,防尘薄膜必须做到非常薄才能尽可能减少光线的吸收,以 ASML 与三井化学开发的光罩防尘薄膜为例,其厚度只有 13nm,只有头发的0.1% 左右。可即便如此,这个 13nm 厚度的防尘薄膜也只能做到 90.6% 的透光率。
除了透光率外,防尘薄膜能够承受的功率也必须要进一步提高,比如单次 EUV 曝光的功率可能在 200W 以上,在 13nm 的厚度下要想承受大功率的曝光,就必须要对其结构进行创新。
还是选择了日厂
据传三星早在一开始的 EUV 生产中并未使用防尘薄膜,从而导致了良率不高等一系列问题。对于更为复杂的 EUV 光刻技术而言,这样的结果也在预料之内。毕竟除了防尘外,保护均价 30 万美元的光罩也是防尘薄膜的任务之一。
为此,三星选择投资本土材料厂商 S&S Tech 和 FST,为的就是开发透光率 90% 以上的防尘薄膜,且已经有相关产品出货。然而业界一直有消息称三星并没有用到他们生产的防尘薄膜,因为其虽然透光率达标,但强度并不够,很有可能会进一步损坏光罩,致使对整个 EUV 光刻机进行清洁,同时还要停止产线。
尽管三星在研发和投资防尘薄膜上付出了不少努力,但从今年KISM2023 大会上三星电子研究员Young Seog Kang的分享来看,三星电子目前在 EUV 上用到的也是来自三井化学的光罩防尘膜,且三井化学是其wei一供应商。据了解,其所使用的防尘薄膜透光率已经达到了 90%,且下一步是提高到 94% 到 96%。
写在zui后
由此可以看出,先进工艺的制造并不只是依赖EUV 光刻机这一台机器即可,配套的所有设备、材料等都需要进一步升级。况且高 NA EUV 光刻机尚未投入使用,新的机器到位后,我们或许又将面临新一轮的良率爬坡。