在芯片上蚀刻更小图案的唯一方式是使用波长更短的光波。通过将波长缩短到13.5纳米,芯片上的图案可缩小到5纳米或更小。要想做到这一点,EUV光刻技术面临着化学、物理和工程学方面的挑战,需要对光刻系统背后的光学仪器、光阻剂、遮蔽物以及光源进行重新思考。有鉴于此,英特尔公司宣布投资41亿美元,用于加速450毫米晶圆技术、EUV光刻技术的研发,推动硅半导体工艺的进步。
几乎所有的材料(包括空气)都会吸收波长短到13.5纳米的光,因此,这个过程需要在真空中进行。而且因为这种光无法由传统的反射镜和透镜所引导,需要另外制造专用的反射镜,但即使这些专用反射镜也会吸收很多EUV光,因此,这种光必须非常明亮。研究人员解释道,光越暗淡,凝固光阻剂需要的时间也越长,而且因为光刻技术是微芯片制造过程中最慢的步骤,所以,EUV光源的强度对降低成本至关重要。第一代EUV光源只能提供10瓦左右的光,1小时只够在10个硅晶圆上做出图案。而商业系统必须达到200瓦,且一小时至少要做出100个图案。
另一个挑战在于,目前电路一般被蚀刻在300纳米宽的硅晶圆上,但英特尔公司希望EUV技术能在450纳米宽的硅晶圆上进行,这样一次做出的电路数量就可以翻番,这就需要阿斯麦公司研制出新的制造设备,英特尔公司希望能在2016年做到这一点。
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