32nm離我們還有多遠(yuǎn)？技術(shù)難點(diǎn)該如何突破？材料與設(shè)備要扮演何種角色？10月28日于北京舉辦的先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)研討會(huì)即圍繞“32nm技術(shù)發(fā)展與挑戰(zhàn)”這一主題進(jìn)行了探討。

32nm節(jié)點(diǎn)挑戰(zhàn)無(wú)限

“45nm已進(jìn)入量產(chǎn)，32nm甚至更小的22nm所面臨的挑戰(zhàn)已擺在我們面前?！敝行緡?guó)際資深研發(fā)副總裁季明華博士在主題演講時(shí)說(shuō)，“總體來(lái)說(shuō)，有四個(gè)方面值得我們注意。首先是CMOS邏輯器件如何與存儲(chǔ)器件更還的集成在一起；其次是SOC技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)，如低功耗問(wèn)題等；第三是現(xiàn)在比較熱門(mén)的3D IC和SIP集成；最后一個(gè)是如何建立更廣泛的研發(fā)平臺(tái)和聯(lián)合機(jī)制，創(chuàng)造所謂的super foundry?！?2nm技術(shù)面臨巨大的研發(fā)成本和制造挑戰(zhàn)，需要結(jié)合各方資源通力合作。創(chuàng)造全兼容的CMOS技術(shù)平臺(tái)、全兼容IP以及全球性全兼容芯片代工服務(wù)將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

KLA-Tencor中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)任建宇博士認(rèn)為，對(duì)于芯片制造來(lái)說(shuō)，工藝控制至關(guān)重要。45nm節(jié)點(diǎn)的測(cè)量步驟已超過(guò)200步，到了32nm或更小節(jié)點(diǎn)，工藝精度要求將會(huì)更為苛刻，測(cè)量步驟會(huì)更加繁瑣。現(xiàn)在能夠預(yù)知的困難集中在高k金屬柵部分的channel工藝控制、掩膜版缺陷的檢測(cè)、硅片其它缺陷的及時(shí)識(shí)別判斷等?！靶」?jié)點(diǎn)意味著圖形更加細(xì)微，新的缺陷也會(huì)層出不窮，提高檢測(cè)的靈敏度和分別率必不可少。”任建宇博士坦言，“同時(shí)，制造業(yè)不同于單純研發(fā)，對(duì)于生產(chǎn)效率有更高的要求，因此提高檢測(cè)速度也是我們不可回避的問(wèn)題?！?/p>

光刻工藝如何齊頭并進(jìn)？

光刻技術(shù)歷來(lái)是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖中的重頭戲，對(duì)于它的討論和研究不絕于耳。ASML的中國(guó)區(qū)資深戰(zhàn)略市場(chǎng)經(jīng)理Curtis Liang博士就32nm節(jié)點(diǎn)光刻技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了闡述?！?2nm對(duì)于存儲(chǔ)器件的制造來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)楹芏嘈碌募夹g(shù)將在這里被采用?！盋urtis Liang說(shuō)，“在小節(jié)點(diǎn)引入浸入式光刻已毫無(wú)懸念，但是諸如光刻膠、浸入液等配套技術(shù)還有不小的進(jìn)步空間?，F(xiàn)在大家也都在談?wù)撾p重圖形，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，它應(yīng)該是浸入式光刻與EUV光刻之間的一個(gè)過(guò)渡。”

Cymer東南亞區(qū)光刻應(yīng)用總監(jiān)林思閩博士認(rèn)為，32nm節(jié)點(diǎn)對(duì)于光刻工藝來(lái)說(shuō)，意味著如何實(shí)現(xiàn)精確的柵極CD控制，線條邊緣粗糙度以及OPC等也將困難重重。光源是光刻機(jī)上最重要的組成部分之一，光源的能量、穩(wěn)定性、壽命等在某種程度上影響著光刻技術(shù)的發(fā)展。特別是未來(lái)有可能會(huì)采用的EUV光刻，光源的質(zhì)量更是舉足輕重的。32nm節(jié)點(diǎn)目前來(lái)看還是以浸入式光刻配合雙重圖形技術(shù)為主，再往下發(fā)展，EUV的機(jī)會(huì)將會(huì)很大。

半導(dǎo)體材料不容忽視

當(dāng)越來(lái)越多的新材料被引入半導(dǎo)體制造時(shí)，對(duì)于它的作用愈發(fā)引起人們的興趣。Cabot的亞洲研發(fā)總監(jiān)吳國(guó)俊博士對(duì)32nm節(jié)點(diǎn)的CMP材料提出了自己的看法?！癈MP工藝與其它工藝有很大的不同，那就是它會(huì)更多的依賴于材料，如研磨料和研磨墊，。換句話說(shuō)，材料的發(fā)展引領(lǐng)者CMP技術(shù)的進(jìn)步?！眳菄?guó)俊博士說(shuō)，“我們現(xiàn)在常常提到的很多新結(jié)構(gòu)，如高k金屬柵和低k互連等都引入了很多新興材料，CMP不僅要求迅速的實(shí)現(xiàn)拋光的目的，還要保證盡可能少的殘留和缺陷。目前的研發(fā)重點(diǎn)是對(duì)于不同材料實(shí)現(xiàn)良好的選擇比，減少劃傷等缺陷問(wèn)題。

安集微電子的王淑敏博士則強(qiáng)調(diào)了環(huán)保的重要性。CMP材料的發(fā)展過(guò)程中不僅要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，對(duì)于材料所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也同樣值得業(yè)界深思。