微影技術的關鍵更新
- 曾怡穎
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台北訊
雖然各界持續努力將 EUV微影技術應用於量產，但是來源技術、光罩基礎設施及光阻效能各方面的配合，仍有許多的變數。在 EUV微影技術未能應用於量產之前，業界仍須繼續採用193浸潤式技術的雙重曝光及多重曝光微影方案，進入22奈米以下製程。
微影技術若要擴大應用，需要供應鏈的所有廠商密切合作。Brewer Science公司在微影技術、MEMS、奈米技術及其他應用方面，提供各式創新材料、製程及設備解決方案，長久以來一直與光阻供應商及工具製造商共同合作。Brewer Science資深技術工程師Douglas Guerrero表示：「從我們的書面資料，就能看出我們與其他廠商的合作程度，未來的發展必須靠這樣的合作關係，才能成功開發出最具挑戰性的技術。我們會繼續與合作夥伴合作，共同設計各種互補的技術組合，實際應用在客戶的廠房。舉例來說，Brewer Science 已經與工具供應商合作，針對 450 公釐基板重新設計工具和材料。」
KLA-Tencor則是半導體檢測設備大廠，提供多元、先進的產品，並與客戶及策略夥伴建立合作關係，展開許多共同開發專案，以建立良率管理解決方案，支援先進曝光技術的研發。KLA-Tencor倍縮光罩部門策略行銷的山本哲也表示：「本公司與策略夥伴和供應商合作，定期交流技術和商業資訊，透過這樣的方式，大家可以共同解決新的挑戰，找出有潛力的技術和成本管理。我們會持續與客戶合作，開發新一代的曝光技術。透過彼此的合作，我們得以找出瑕疵偵測與控制的需求、效能規格、時程和可能的挑戰，而後將這些需求交給產品研發團隊，包括技術和設計人員，也有機械、光學和軟體工程師，最後開發出來的解決方案，能夠實現有效的瑕疵監控，協助客戶開發先進的曝光技術。」
KLA-Tencor的光罩及光罩檢驗部門 (RAPID)，針對 EUV光化曝光及空白光罩檢驗 (APMI) 技術，投入了大量研發工作，並與主要客戶建立產品開發合作計畫 (Product Readiness Partnership)，著重於 APMI概念及可行性研究，並已成功開發可行的系統架構。EUV 微影 (EUVL)在進階設計節點量產 (HVM)方面，仍存在多項技術挑戰。由於光化檢驗乃是 EUVL HVM 擴大應用的一大關鍵，因此該公司持續開發史上最大的平台計畫，以支援客戶獲得成功。
Guerrero表示：「Brewer Science一向能夠提供客戶所需的「工具箱」，協助客戶突破技術瓶頸。我們的成功基礎在於開發新技術和多功能材料，以及勇於改變，未來也會維持這個方向，不論客戶需要延長現有工具組的壽命，或是採用全新的微影技術，我們都會全力配合。多元的創新方式，就是本公司的成功關鍵。」
Brewer Science 的微影研發包括延伸現有及輔助的微影解決方案 (亦即透過材料創新，以延伸 ArF 浸潤式微影)，以及為採用新技術的業者創造新材料。新技術可能包括 EUV 微影及輔助技術，例如引導式自組裝。
KLA-Tencor擁有全方位的檢驗及度量衡研發策略，以支援客戶各種先進的曝光解決方案，例如 EUVL、電子束直接寫入 (e-beam direct write)、193i 多重曝光、引導式自組裝等等。透過與客戶、策略夥伴的合作，能夠從一開始就瞭解這些先進的曝光技術，使公司的產品研發充分配合客戶先進的曝光及微影技術發展。
EUV是目前投入最多經費及資源的新一代微影技術，但也許不是「唯一的最佳解決方案」。Guerrero指出：「我們都記得過去157奈米技術的情形。EUV會成為少數業者的解決方案，但我們認為不適合大多數的業者，因為成本太高了。其他的技術，例如電子束，也應該要進一步研究。」毋需變更波長的輔助製程，將主宰新裝置和新技術的演進；新的裝置架構、浸潤式微影、負型開發、多重曝光、引導式自組裝，都已經證實，只要利用創新的製程和材料，就能突破過去的限制，擴大微影技術的應用。
KLA-Tencor密切觀察新一代微影解決方案的進展，這是主要晶片製造商正在探索的解決方案，他們認為EUVL是進行16奈米以下曝光最直接的途徑。山本哲也表示：「業界一直在研究其他曝光技術，例如引導式自組裝、電子束直接寫入和193i多重曝光 (雙重、三重、四重)。KLA-Tencor的REBL(反射電子束微影) 計畫，將持續探討多重電子束直接寫入曝光技術。」KLA-Tencor透過合作研發，掌握其他新一代曝光技術的製程控制相關挑戰，進而提供各種有效的工具組，充分支援16奈米以下的設計研發。
開發新一代的微影技術，最大的挑戰在於建立具有成本效益的解決方案，讓大多數半導體廠商都有能力採用。全球各地的研發中心提出許多解決方案，可以達到單位數的技術節點。未來的機會在於如何推廣這些研發中的解決方案，讓多數業者能夠接受，達到可行的商業成果。諸如對外界刺激可產生多種物理和化學反應的多功能材料，將是前述解決方案的關鍵所在。
KLA-Tencor的一大挑戰，就是新一代曝光瑕疵控制解決方案所需的投資極其龐大，RAPID 部門的EUV光化曝光及空白光罩檢驗計畫，是 KLA-Tencor有史以來最大規模的計畫。該公司相信，這項投資是支援 EUV微影技術向前邁進的重要關鍵，即使最終的光罩檢驗工具可能只適合一小部分客戶使用。這項挑戰讓他們有機會與客戶更密切合作，開發各種創新的新技術和新業務模式。
EUV技術可能只有少數業者會實際採用，不過會有更多的量產作業可望受惠於現有技術的延伸或衍生進展。KLA-Tencor認為EUV 技術可望於 2017 至 2018 年開始應用於量產環境，或是提前應用於低產量。繼續採用摩爾定律所需的關鍵製程及技術，目前面臨了先進半導體製造史上變數最多的時期，為評估這些變數，瞭解 EUV 微影技術及其他解決方案的最新進展，9 月6 日將於SEMICON Taiwan的微影/光罩技術論壇(http://www.semicontaiwan.org/zh/node/3586) 將邀集相關領域的專家，共同討論其見解及預測。
