欠火候：三星台積電GF 7nm EUV異常難產

不久前，高通宣布未來集成5G基帶的驍龍晶元將基於三星的7nm製造，具體來說是7nm LPP，使用EUV（極紫外）技術。

緊接著，三星就在華誠破土動工了一座新的7nm EUV工藝製造工廠，2020年之前要投產。

看似風風火火，但其實7nm EUV依然面臨著不少技術難題。

據EETimes披露，在最近的晶元製造商會議上，有廠商就做了犀利地說明。

比如，GlobalFoundries研究副總裁George Gomba就表示，唯一有能力做250瓦EUV光刻機的ASML（阿斯麥）提供的現款產品NXE-3400仍不能滿足標準，他們建議供應商好好檢查EUV光罩系統，以及改進光刻膠。

這裡對光刻做一下簡單科普。

光刻就是將構成晶元的圖案蝕刻到硅晶圓上過程。晶圓上塗有稱為光刻膠的光敏材料，然後將該晶圓暴露在通過掩模照射的明亮光線下。掩模掩蓋的區域將保留其光刻膠層，而直接暴露於紫外線的那些會脫落。

接著使用等離子體或酸蝕刻晶片（浸式）。在蝕刻過程中，被光刻膠中覆蓋的晶片部分得到保護，可保留氧化硅; 其他被蝕刻掉。

顯然，光線波長小的話可以創造更精細的細節，比如更窄的電路、更小的晶體管。不過在當下14nm的製造中並沒有使用，而是藉助多重圖案曝光技術（多個掩膜和曝光台）實現。

可是步驟越多，製造時間就會越長，缺陷率也會隨之提高。所以，更短的紫外線光不得不被提升上技術日程。

晶元行業從20世紀90年代開始就考慮使用13.5nm的EUV光刻（紫外線波長範圍是10~400nm）用以取代現在的193nm。EUV本身也有局限，比如容易被空氣和鏡片材料吸收、生成高強度的EUV也很困難。業內共識是，EUV商用的話光源功率至少250瓦，Intel還曾說，他們需要的是至少1000瓦。

會上，三星/台積電的研究人員透露，在NXE-3400下光刻有兩個棘手問題，或蝕刻掉的區域不足造成短路，或時刻掉的區域過量，導致撕裂。

當下，EUV光刻機對20nm以上尺寸級別的工藝來說缺陷率是可接受的，往下的話還是難度重重。

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