浸润式微影 台积电延伸至32奈米

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来源: 
中时电子报
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面对光罩及微影设备成本以等比级数速度拉高,台积电近几年投入众多资源研发先进微影技术,预估目前应用主流的浸润式(immersion)微影技术,应可透过双重曝影(double patterning)方式延伸应用至32奈米,至于22奈米以下制程,则考虑极紫外光(EUV)及无光罩(maskless)技术共同进行。

台积电去年下半年已开始为部份客户量产45奈米及40奈米芯片,采用的是主流浸润式微影技术,去年底台积电宣布利用浸润式技术配合双重曝影,成功试产出32奈米的2Mb静态随机存取内存(SRAM),为明后年进入32奈米世代立下基础。当然,这也代表台积电在32奈米世代,并不会导入EUV微影技术。

根据台积电的技术蓝图,32奈米将于2009年下半年推出,再次世代的22奈米预计2011年推出,但是目前193nm浸润式微影设备对微缩至22奈米及再下一世代的15奈米,已有物理上的限制,所以台积电一来与微影设备大厂艾司摩尔(ASML)合作,开始评估导入EUV的可行性,二来则与转投资公司Mapper Lithography合作,利用多电子束(multi-beam)研发无光罩技术。

事实上,在浸润式微影技术之后的主流技术为何,目前仍未有定论,ASML支持并开发EUV设备,除了在比利时鲁汶大学内的半导体先进技术独立研发中心IMEC成功试产32奈米芯片,超微与IBM也利用EUV试产出45奈米芯片。但是EUV发展速度缓慢,且成本仍然太高,现在单台EUV设备要价7,000万至1亿美元,所以全球芯片龙头英特尔虽也投入资源在EUV技术上,但也已开始支持其它微影技术。

对台积电来说,若要维持目前193nm微影设备能在22奈米以下仍可有效运用,将是控制成本的最佳解决方案,因此虽然在22奈米世代评估使用EUV技术,但也希望现在的浸润式技术能够再延伸一个技术节点至22奈米。当然,面对持续飙高的光罩成本,台积电至今仍不放弃无光罩技术。

台积电转投资的微影设备厂Mapper Lithography去年底才宣布,利用平行电子束的技术,已经在45奈米及32奈米有了重大的技术突破,只不过目前无光罩技术仍仅适合多样小量的芯片生产,仍无法适用于需要大量生产的晶圆代工厂。不过因无光罩技术仍有不错的进展,因此台积电仍将其列为22奈米微影技术选项之一,因为一旦研发成功,就可省下庞大的光罩费用,获利也可望出现大跃进局势。