極紫外線技術(shù)有望讓晶體管“瘦身”75%

極紫外線技術(shù)有望讓晶體管“瘦身”75%

據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站報道，芯片制造商英特爾公司表示，將向總部設(shè)在荷蘭的半導(dǎo)體設(shè)備制造商阿斯麥投資41億美元，其中10億美元專門用于極紫外線(EUV)光刻技術(shù)的研發(fā)，新技術(shù)有望讓晶體管的大小縮減為原來的1/4。

一塊芯片能容納的晶體管數(shù)量每隔幾年就可以翻番，但這一趨勢目前似乎已到窮途末路。解決方案之一是借用EUV光刻技術(shù)將更小的晶體管蝕刻在微芯片上，即用超短波長的光在現(xiàn)有微芯片上制造比目前精細(xì)4倍的圖案。芯片上的集成電路圖案是通過讓光透過一個遮蔽物照射在一塊涂滿光阻劑的硅晶圓上制成，目前只能采用深紫外(波長一般約為193 nm)光刻技術(shù)制造出22 nm寬的最小圖案。

在芯片上蝕刻更小圖案的唯一方式是使用波長更短的光波。通過將波長縮短到13.5 nm，芯片上的圖案可縮小到5納米或更小。要想做到這一點，EUV光刻技術(shù)面臨著化學(xué)、物理和工程學(xué)方面的挑戰(zhàn)，需要對光刻系統(tǒng)背后的光學(xué)儀器、光阻劑、遮蔽物以及光源進(jìn)行重新思考。有鑒于此，英特爾公司宣布投資41億美元，用于加速450 mm晶圓技術(shù)、EUV光刻技術(shù)的研發(fā)，推動硅半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步。

幾乎所有的材料(包括空氣)都會吸收波長短到13.5 nm的光，因此，這個過程需要在真空中進(jìn)行。而且因為這種光無法由傳統(tǒng)的反射鏡和透鏡所引導(dǎo)，需要另外制造專用的反射鏡，但即使這些專用反射鏡也會吸收很多EUV光，因此，這種光必須非常明亮。研究人員解釋道，光越暗淡，凝固光阻劑需要的時間也越長，而且因為光刻技術(shù)是微芯片制造過程中最慢的步驟，所以，EUV光源的強(qiáng)度對降低成本至關(guān)重要。第一代EUV光源只能提供10 W左右的光，1 h只夠在10個硅晶圓上做出圖案。而商業(yè)系統(tǒng)必須達(dá)到200 W，且1 h至少要做出100個圖案。

另一個挑戰(zhàn)在于，目前電路一般被蝕刻在300 nm寬的硅晶圓上，但英特爾公司希望EUV技術(shù)能在450 nm寬的硅晶圓上進(jìn)行，這樣一次做出的電路數(shù)量就可以翻番，這就需要阿斯麥公司研制出新的制造設(shè)備，英特爾公司希望能在2016年做到這一點。

(來源:中國科技網(wǎng))