ASML接获设备大单　EUV微影商用进展迈大步

　　微影设备制造商ASML近期宣布，接获美国一家主要客户十五部EUV机台订单，并将于今年底开始陆续出货;同时间，日本光阻材料大厂JSR也与IMEC合资成立新公司，致力生产EUV微影所需的光阻剂，为EUV微影技术的商用发展揭橥新的里程碑。

　　极紫外光微影(EUV Lithography)技术发展大有斩获。半导体设备供应商艾司摩尔(ASML)日前公开宣布，该公司与美国一家主要客户已签属协议书，将提供至少十五台的最新一代EUV微影系统机台，以支援不断增加的制程开发活动和未来世代制程的试量产。

　　双方交易的详细财务资讯并未公开，但据悉，该客户打算在未来制程技术节点的多个制造步骤中，使用EUV微影设备。首批的两部EUV微影系统机台--NXE:3350B(图1)，可望于2015年底前出货。

　　图1 ASML已接获美国一家重要客户的十五台EUV微影设备订单。

　　ASML总裁暨执行长Peter Wennink表示，EUV技术目前正逐渐进入量产阶段。上述的EUV合作承诺，将为长期以来的EUV发展计画，以及EUV生态系统的完备，提供强大支援，大幅扩展EUV计画展望，并提高技术发展信心，可望开启半导体产业新一轮创新。

　　EUV微技术是一种新的光学图案化(Patterning)技术，能简化最先进晶片制程的生产周期(Cycle Time)并提高生产良率，有助于半导体产业在未来10年，藉由在单一晶片中放进更多电晶体(Transistor)来延续摩尔定律(Moore's Law)，并进一步降低每功能单位成本(Cost-Per-Function)和提升能源效率。

　　微影技术系用于将电路成像在晶片上;而光线的波长是决定微影解析度的主要关键因素。有别于目前用于先进晶片量产的193奈米(nm)浸润式微影系统，EUV微影技术采用13.5奈米较短的光波长，能呈现出更小的特征，且不需要多重曝光，能协助半导体元件制造商简化制程，以单一步骤完成晶片关键层(Critical Layer)曝光。

　　合资开发光阻剂　JSR/IMEC健全EUV生态

　　除ASML接获设备大单外，日本光阻材料制造大厂JSR株式会社与比利时微电子研究中心(IMEC)日前也共同签署合作意向书(Letter of Intent, LOI)，将携手成立合资公司，研发生产下一代EUV微影的光阻(Photoresist)解决方案，以迎合下世代制程技术需求，可望为半导体产业实现EUV微影材料制造和品质控制，并健全EUV微影生态系统。

　　IMEC总裁暨执行长Luc Van den hove表示，长期以来，JSR一直是IMEC的重要策略夥伴，此次合作让双方关系更为紧密，并可建一个中立且开放的创新研发平台，使EUV相关供应商在制程步骤和模组发展的早期阶段更深入的参与。此外，藉由JSR生产设备和IMEC技术平台间更为紧密的合作，也可让双方的合作夥伴能在下一代微影技术中采用最好的材料。

　　JSR总裁Nobu Koshiba指出，EUV微影是实现半导体摩尔定律的必备技术，因此该公司不断投注心力在该领域的研发，以满足产业需求;不只已成功研发化学放大(Amplified)光阻剂，全新设计的化学材料也具备极高的敏感度(Sensitivity)和良好的生产力。除此之外，JSR也将技术扩展至周边材料，例如多层材料。

　　Koshiba进一步谈到，半导体产业正迫切需要材料供应商准备好制造的基础设施，以及无缺陷(Defect-Free)微影技术方案的品质控制能力，同时还必须提高光阻剂的性能，以与EUV曝光设备相匹配。

　　EUV微影技术被视为是将摩尔定律延长至单位数(Single Digit)奈米(nm)技术节点的主要驱动力。IMEC和JSR合作，可让双方在开发光阻解决方案时发挥各自优势，JSR将提供合资公司其制造技术，透过安装制造和分析设备，为其在比利时的全资子公司--JSR Micro设备升级;IMEC则将为合资公司提供材料品质控制的技术和服务。除JSR光阻剂制造外，该合资公司也将采取机密性保护方式，提供其他材料供应商付费生产的制造能力。

　　从上述发展可知，相较于先前一年不到五部机台的出货情形，ASML此次接获十五部EUV微影设备订单可谓一大进展，对EUV生态系统的相关厂商而言，无疑打了一剂强心针。

　　尽管如此，EUV微影机台离大量商用阶段尚有一段距离，半导体制造商仍旧高度仰赖现有193奈米浸润式微影方案，因此相关设备供应商也持续投入技术研发，期能让193奈米微影设备继续沿用至更先进制程节点。

　　193nm微影技术　扩展至10奈米以下应用

　　应用材料(Applied Materials)日前即推出Centura Tetra Z光罩蚀刻系统(图2)，希望以新一代微影术光罩蚀刻技术，让多重曝光尺寸缩小至10奈米(nm)以下。新机台系将应用材料的Tetra平台功能进行强化，以提供所需的线宽(CD)参数“埃(Angstrom)”等级光罩精密度，满足未来逻辑与记忆体元件严苛的图案制程规格。

　　图2 应用材料新一代光罩蚀刻系统，将有助193奈米微影技术延展至10米以下制程节点。

　　应用材料光罩蚀刻产品处总经理Rao Yalamanchili表示，使用193奈米波长来制作10奈米或7奈米的图案，需要各种最佳化技术，包括浸润与多重曝光，皆高度仰赖光罩的运用。该公司的Tetra Z系统拥有先进的光罩蚀刻技术，运用精密材料工程及电浆反应动力学的精进科技，能扩充193奈米微影术的应用。

　　Yalamanchili进一步指出，蚀刻技术是制造光罩的关键，Tetra Z系统能为新一代光学光罩的蚀刻提供所需的精确度，制作先进节点设计的图案。

　　应用材料针对进阶的铬、矽化钼(MoSI)、硬质光阻层和石英(熔矽石)蚀刻应用，开发了Tetra Z工具，以制造先进的二元式与相位移光罩(Phase-shift Mask)。该系统在技术上的创新，能让浸润式微影技术延伸应用于四重曝光与先进的解析度强化技术。

　　据了解，Tetra Z系统能针对所有特征尺寸进行均匀线性精密蚀刻，并达到近乎零缺陷的图案密度，可确保图形转移保真度。另外，优异的CD效能结合高蚀刻选择比，使Tetra Z系统得以运用更薄的光阻，在重要的装置层上制作更小的光罩CD图案;而可控制的CD偏差功能，则扩展了系统弹性，满足客户的特定需求。

　　另外，应用材料独有石英蚀刻深度控制技术，可确保精密的相位角度，也能让客户使用交替式光圈相位移光罩与无铬相位微影术，推动积体电路的尺寸缩放制程。种种关键技术进展，来自于各种系统改良，包括反应室设计、电浆稳定性、离子与自由基控制、流量与压力控制，以及即时制程监控。

　　除推出新一代微影术光罩蚀刻机台外，应用材料随后也发布可优化硬式光罩铜导线制作的新型物理气相沉积(PVD)系统--Endura Cirrus HTX，其可与Tetra Z系统相互辉映，同样也有助克服进入10奈米以下技术节点后所面临的微影、图案化和金属化(Metallization)制程挑战。

　　卡位10奈米制程商机　应材新PVD系统亮相

　　由于晶片尺寸不断缩小，业界需要更先进的硬式光罩技术，方能保证密集且微型导线结构的完整性，因应此趋势，应用材料推出新型PVD系统--Endura Cirrus HTX，其采先进的突破性技术，能应用于10奈米及以下的铜导线曝光图案制作，并适用于先进晶片制造商多代生产线。此一全新技术成功微缩半导体首选硬式光罩材料氮化钛(TiN)和金属硬式光罩的尺寸，从而满足先进微晶片铜导线曝光图案制作的需求。

　　应用材料副总裁暨金属沉积产品部总经理Sundar Ramamurthy表示，金属硬式光罩膜层的精密工程设计，是克服先进导线架构图案制作挑战的关键。数十年来，应用材料不断针对氮化钛膜特性的工程设计，在Cirrus HTX氮化钛产品中采用最先进的物理气相沉积技术。另外，Cirrus HTX系统结合应用材料独家的超高频(VHF)架构技术，让客户在针对氮化钛硬式光罩层，能灵活调整从压缩到拉伸的应力。

　　事实上，今日的先进微晶片技术能将20公里长的铜线装入100平方毫米的狭小空间内，将其堆叠(Stacked)成十层，在层与层之间有多达一百亿个导孔或垂直导线。而金属硬式光罩层的功用，是保持这些软性超低电介质(ULK)中的铜导线和导孔的图形完整性，不过，在尺寸缩小的情况下，传统氮化钛硬式光罩层的压缩应力会导致ULK膜层中的狭窄线路图样变形或倒塌，因此，采用可调式Cirrus HTX氮化钛硬式光罩出色的应力调整功能，结合高蚀刻选择性，提供理想的临界尺寸(CD)线宽控制与导孔堆叠对位效能，进而提升良率。