格羅方德的極紫外光刻工藝!
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去年的時候,從 AMD 剝離出來的晶片製造工廠格羅方德曾發表了一份聲明,表示 AMD 銳龍(Ryzen)和 Epyc 處理器、以及各式各樣 Radeon GPU,都是由其獨家代工的。
現在,隨著 14nm LPP 工藝的成熟,格羅方德又將長遠的目標放在了紐約北部的 Fab 8 製造工廠上。
根據該公司的路線圖,7 納米 Leading Performance
製程(7LP)會是格羅方德衝刺下一個極限的重心,最終有望在大規模半導體產品製造上使用極紫外光刻技術(EUV)。
格羅方德 Fab 8 工廠大門
儘管半導體行業暢想 EUV 技術很多年,但實際應用中的挑戰讓業界不得一次次推遲它的部署。
當前市面上僅有 ASML 一家公司在摸索中提供設備,因此其這項技術的命運取決於 ASML 能否克服跨紫外線和 X 射線界限時所帶來的干擾。
與當前 193-mm 沉浸式光刻工具所使用的氬-氟化物準分子雷射不同,極紫外掃描必須藉助一種全新的方法,才能在矽片上運用下一代工藝所需的電磁能量。
ASML 極紫外光刻掃描機
據悉,格羅方德將對工廠內部進行重新分配,通過雷射脈衝,將融化的錫液滴轉化為高能等離子,產生的光波長僅為 13.5 納米。
傳統工藝使用玻璃製成的折射透鏡,但它對光性能的影響很大。
EUV 掃描儀必須引導這種寶貴的能量來源,讓它通過反射鏡、順利地抵達晶圓片上 —— 而這需要在硬真空環境下實現。
即便如此,EUV 掃描儀的光效率還是相當低的。
就算光源功率有 250W,最終留在晶圓片表面上的也只有 2% 左右。
遺憾的是,直到去年年底,ASML 還沒能越過 250W 的里程碑。
EUV 在大規模生產中所面臨的一些挑戰
EUV 工藝的另一大挑戰,就是尋找合適的薄膜。
這種透明的保護層,可防止生產過程中的碎片沉浸到掩具上,但當前仍是一項棘手的挑戰。
即便在清潔的條件下,仍需給晶圓片罩上保護殼、以及保證 EUV 設備本身的真空環境。
因為微小的碎片粒子仍可在 EUV 網狀物上停留,若缺乏薄膜保護、碎片可能會殘留在成品晶片上。
與其它 EUV 雷射一樣,薄膜會吸收掉部分光能,減少了最終抵達晶圓上的光量。
當前的 EUV 薄膜材料,可將大約 78% 的能量從掃描儀傳送到晶片上。
格羅方德的 EUV 戰略
對於格羅方德來說,在大規模生產之前,其需要至少突破 88% 的傳輸效率。
好消息是,格羅方德首席技術官 Tom Caulfield 對 EUV 的前景保持樂觀。
他認為這項技術不會影響到 7-nm 晶片的生產,對一座每日不得停歇的工廠來說,在技術成熟之前,他們是不會貿然介入。
短期內,EUV 不會但當晶片製造的主角。
在格羅方德的 7-nm 工藝中,EUV 只會用到兩個地方 —— 晶片的觸點(contacts)和通路(vias)。
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