32nm離我們還有多遠(yuǎn)？技術(shù)難點(diǎn)該如何突破？材料與設(shè)備要扮演何種角色？10月28日于北京舉辦的先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)研討會即圍繞“32nm技術(shù)發(fā)展與挑戰(zhàn)”這一主題進(jìn)行了探討。

32nm節(jié)點(diǎn)挑戰(zhàn)無限

“45nm已進(jìn)入量產(chǎn)，32nm甚至更小的22nm所面臨的挑戰(zhàn)已擺在我們面前。”中芯國際資深研發(fā)副總裁季明華博士在主題演講時說，“總體來說，有四個方面值得我們注意。首先是CMOS邏輯器件如何與存儲器件更還的集成在一起；其次是SOC技術(shù)的巨大挑戰(zhàn)，如低功耗問題等；第三是現(xiàn)在比較熱門的3D IC和SIP集成；較后一個是如何建立更廣泛的研發(fā)平臺和聯(lián)合機(jī)制，創(chuàng)造所謂的super foundry。”32nm技術(shù)面臨巨大的研發(fā)成本和制造挑戰(zhàn)，需要結(jié)合各方資源通力合作。創(chuàng)造全兼容的CMOS技術(shù)平臺、全兼容IP以及全球性全兼容芯片代工服務(wù)將是未來的發(fā)展趨勢。

KLA-Tencor中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)任建宇博士認(rèn)為，對于芯片制造來說，工藝控制至關(guān)重要。45nm節(jié)點(diǎn)的測量步驟已超過200步，到了32nm或更小節(jié)點(diǎn)，工藝精度要求將會更為苛刻，測量步驟會更加繁瑣。現(xiàn)在能夠預(yù)知的困難集中在高k金屬柵部分的channel工藝控制、掩膜版缺陷的檢測、硅片其它缺陷的及時識別判斷等。“小節(jié)點(diǎn)意味著圖形更加細(xì)微，新的缺陷也會層出不窮，提高檢測的靈敏度和分別率必不可少。”任建宇博士坦言，“同時，制造業(yè)不同于單純研發(fā)，對于生產(chǎn)效率有更高的要求，因此提高檢測速度也是我們不可回避的問題。”

光刻工藝如何齊頭并進(jìn)？

光刻技術(shù)歷來是半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖中的重頭戲，對于它的討論和研究不絕于耳。ASML的中國區(qū)資深戰(zhàn)略市場經(jīng)理Curtis Liang博士就32nm節(jié)點(diǎn)光刻技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)行了闡述。“32nm對于存儲器件的制造來說是一個新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因為很多新的技術(shù)將在這里被采用。”Curtis Liang說，“在小節(jié)點(diǎn)引入浸入式光刻已毫無懸念，但是諸如光刻膠、浸入液等配套技術(shù)還有不小的進(jìn)步空間。現(xiàn)在大家也都在談?wù)撾p重圖形，但是從長遠(yuǎn)角度來看，它應(yīng)該是浸入式光刻與EUV光刻之間的一個過渡。”

Cymer東南亞區(qū)光刻應(yīng)用總監(jiān)林思閩博士認(rèn)為，32nm節(jié)點(diǎn)對于光刻工藝來說，意味著如何實現(xiàn)精確的柵極CD控制，線條邊緣粗糙度以及OPC等也將困難重重。光源是光刻機(jī)上較重要的組成部分之一，光源的能量、穩(wěn)定性、壽命等在某種程度上影響著光刻技術(shù)的發(fā)展。特別是未來有可能會采用的EUV光刻，光源的質(zhì)量更是舉足輕重的。32nm節(jié)點(diǎn)目前來看還是以浸入式光刻配合雙重圖形技術(shù)為主，再往下發(fā)展，EUV的機(jī)會將會很大。

半導(dǎo)體材料不容忽視

當(dāng)越來越多的新材料被引入半導(dǎo)體制造時，對于它的作用愈發(fā)引起人們的興趣。Cabot的亞洲研發(fā)總監(jiān)吳國俊博士對32nm節(jié)點(diǎn)的CMP材料提出了自己的看法。“CMP工藝與其它工藝有很大的不同，那就是它會更多的依賴于材料，如研磨料和研磨墊，。換句話說，材料的發(fā)展引領(lǐng)者CMP技術(shù)的進(jìn)步。”吳國俊博士說，“我們現(xiàn)在常常提到的很多新結(jié)構(gòu)，如高k金屬柵和低k互連等都引入了很多新興材料，CMP不僅要求迅速的實現(xiàn)拋光的目的，還要保證盡可能少的殘留和缺陷。目前的研發(fā)重點(diǎn)是對于不同材料實現(xiàn)良好的選擇比，減少劃傷等缺陷問題。

安集微電子的王淑敏博士則強(qiáng)調(diào)了環(huán)保的重要性。CMP材料的發(fā)展過程中不僅要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素，對于材料所帶來的環(huán)境問題也同樣值得業(yè)界深思。