更省更環保 應用材料圖案成形創新

圖說:應用材料Centura Sculpta圖案化系統,可協助晶片製造商以更少的EUV微影步驟生產高效能的電晶體和內連佈線,進而降低先進晶片製程的成本、複雜性和環境影響性。

應用材料發佈一項突破性的圖案化 (patterning) 技術,可協助晶片製造商以更少的EUV微影步驟生產高效能的電晶體和內連佈線 (interconnect wiring),進而降低先進晶片製程的成本、複雜性和環境影響性。

為了最佳化晶片的面積和成本,愈來愈多客戶運用極紫外光雙重圖案化技術 (EUV double-patterning),來轉印比EUV解析度極限更小的晶片特徵 (chip features)。藉由EUV雙重圖案化技術,晶片製造商可將高密度的圖案分成兩半,並產生兩個符合EUV解析度極限的光罩;這兩半圖案在中間圖案化薄膜上結合,然後蝕刻到晶圓上。雖然雙重圖案化能有效提高晶片特徵的密度,然而這不但會提高設計和圖案化的複雜性,也增加了消耗時間、能源、材料和水的製程步驟,造成晶圓廠和晶圓生產成本的增加。

應用材料Centura Sculpta圖案化系統

為協助晶片製造商在持續縮小設計之際,卻不增加EUV雙重圖案化的成本、複雜性以及能源和材料消耗,應用材料與一流客戶密切合作,開發了Centura Sculpta圖案化系統。現在,晶片製造商可以轉印單一的EUV圖案,然後利用Sculpta系統在任何選定的方向拉長形狀,以減少特徵之間的空隙並提高圖案的密度。由於最終圖案是透過單一的光罩所產生,不但降低設計的成本和複雜性,也消除了雙重圖案化對齊錯誤所帶來的良率風險。

採用 EUV雙重圖案化需要增加一些製程步驟,一般包括CVD圖案化薄膜沉積、CMP清洗、光阻劑沉積和移除、EUV微影、電子束量測、圖案化薄膜蝕刻和晶圓清洗。對於它所取代的每個EUV雙重圖案化程序 (sequence),Sculpta系統可以提供晶片製造商以下效益:

  • 每月10萬片初製晶圓 (wafer starts) 的產能將可節省約2.5億美元的資本成本
  • 每片晶圓可節省約50美元的製造成本
  • 每片晶圓可節約能源超過15千瓦時 (kwh)
  • 每片晶圓可直接減少約當0.35公斤以上二氧化碳的溫室氣體排放
  • 每片晶圓可節省約15公升的水

應用材料資深副總裁暨半導體產品事業群總經理帕布‧若傑 (Prabu Raja) 博士表示:「新的Sculpta系統充分證明了材料工程的進步,可以補強EUV微影技術,協助晶片製造商最佳化晶片面積和成本,並解決先進晶片製程日益增加的經濟和環境挑戰。Sculpta系統獨特的圖案成形技術,結合了應用材料在帶狀離子束 (ribbon beam) 和材料移除技術方面的深厚專業知識,為圖案化工程師提供了突破性的創新工具。」

英特爾邏輯技術開發部副總裁Ryan Russell表示:「隨著摩爾定律驅使我們不斷提高運算效能和密度,圖案成形已證明是一項可以協助降低製造成本、製程複雜性,並且節約能源和資源的重要新技術,在與應用材料密切合作,並圍繞著我們的製程架構以最佳化Sculpta之後,英特爾將引進圖案成形功能,協助我們降低設計和製造成本、製程週期時間以及對環境的影響。」

三星電子代工蝕刻技術團隊主管朴鐘澈表示:「在挑戰圖案化的極限時必須考慮三個關鍵問題:頂端對頂端的間隙 (tip-to-tip spacing)、圖案橋接缺陷和線邊緣粗糙度,作為圖案成形創新技術的早期開發夥伴,我認為應用材料的Sculpta系統是一個極具吸引力的突破性發展,它為全球晶片製造商解決了這些圖案化挑戰,並降低製造成本。」

TechInsights副主席Dan Hutcheson指出:「應用材料新的Sculpta系統是圖案化技術的革命性發展,它為晶片製造商帶來了全新的能力,隨著業界不斷挑戰晶片微縮 (chip scaling) 的極限,我們需要像應用材料提供的這類突破性圖案成形技術,以便提高晶片的功率、效能、單位面積成本,並降低設計成本以及能源和材料消耗。Sculpta是自從CMP問世以來,晶圓製造領域中最具創新性的新製程步驟。」

Sculpta系統已獲得一流晶片製造商的高度關注,並被選為大批量邏輯製造中多個製程步驟的已驗證生產設備。

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