台积电拼5纳米关键技术!视频直击极紫外光EUV微影技术是怎么运行的

台积电连续10年营收创高,率先全球采用极紫外光(EUV)微影技术推动7纳米技术前进是关键因素之一,而事实上,独家EUV设备供应商ASML(艾司摩尔科技)客户包括众多半导体巨头,包括三星、英特尔、中国半导体企业等。

在台积电说明会上,EUV是近年不断提到的微影制程名称,也是现今能在芯片上画出最精密线路的光罩技术,究竟微影技术是什么?在神秘的半导体无尘室如何进行?这家全球最大微影设备供应商ASML用图片视觉披露微影技术的真实面貌。

ASML的EUV设备内部运行

ASML是荷兰半导体微影设备供应巨头,台积电也是客户之一。

ASML指出,在半导体制程中微影(Lithography)是驱使芯片性能更高、成本更低的关键技术。早期芯片可以容纳数千个微米大小的晶体管(Transistor),目前最先进的芯片则是由数十亿个晶体管组成的复杂网络,其中最小的只有10纳米。

若想要想象10纳米有多小?ASML举日常生活例子,答案是:在阅读刚刚那一句话的时候,你的指甲就大约生长了10纳米。

不过尽管摩尔定律不断被质疑走到尽头、缩小晶体管变得越来越困难,但是在抵达物理极限之前,ASML认为现今还是有发展的空间。

微影制程即是:用一台微影设备(Lithography),也称作曝光机,也可以算是一种扫描仪器,将光通过光罩(Mask或Reticle),并利用ASML微影设备的光学系统将投影缩小并聚焦在感光硅芯片上。

ASML的EUV微影设备

当光罩上的线路图案(Patterns)转印完后,机台会稍微移动芯片,并将后续的线路图案继续转印在同一片芯片上。这个过程会一直重复直到芯片布满线路图案,便完成芯片的一层。要生产出完整的芯片,这个过程必须重复100次以上,将线路图案叠加,形成集成电路(Integrated Circuit)。

线路图案的尺寸大小取决于芯片各层,也就是说,芯片各层的曝光需要不同类型的微影设备。

ASML的EUV极紫外光机台专门曝光最复杂、精细的线路图案,而DUV深紫外光微影设备就用来曝光“比较不这么精密”的线路图案。