應用材料公司創新的圖案成形技術將降低先進晶片製造的成本、複雜性和環境影響性
應用材料公司今天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。
應用材料公司Centura® Sculpta®圖案化系統介紹
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，應用材料公司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
應用材料公司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系統獨特的圖案塑形技術，結合了應用材料公司在帶狀離子束 （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。」
【圖說】應用材料公司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。
客戶和業界評論
英特爾公司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，圖案塑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，在與應用材料公司密切合作，並圍繞著我們的製程架構以最佳化Sculpta之後，英特爾將引進圖案塑形功能，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，作為圖案塑形創新技術的早期開發夥伴，我認為應用材料公司的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：「應用材料公司新的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公司提供的這類突破性圖案塑形技術，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。
更多關於應用材料公司Sculpta系統的資料，請參考「微縮新途徑：先進圖形化產品發表會」的討論。