ASML光刻机欠火候：三星/台积电/GF 7nm EUV异常难产

不久前，高通宣布未来集成5G基带的骁龙芯片将基于三星的7nm制造，具体来说是7nm LPP，使用EUV（极紫外）技术。

紧接着，三星就在华诚破土动工了一座新的7nm EUV工艺制造工厂，2020年之前要投产。

看似风风火火，但其实7nm EUV依然面临着不少技术难题。

据EETimes披露，在最近的芯片制造商会议上，有厂商就做了犀利地说明。

比如，GlobalFoundries研究副总裁George Gomba就表示，唯一有能力做250瓦EUV光刻机的ASML（阿斯麦）提供的现款产品NXE-3400仍不能满足标准，他们建议供应商好好检查EUV光罩系统，以及改进光刻胶。

这里对光刻做一下简单科普。

光刻就是将构成芯片的图案蚀刻到硅晶圆上过程。晶圆上涂有称为光刻胶的光敏材料，然后将该晶圆暴露在通过掩模照射的明亮光线下。掩模掩盖的区域将保留其光刻胶层，而直接暴露于紫外线的那些会脱落。

接着使用等离子体或酸蚀刻晶片（浸式）。在蚀刻过程中，被光刻胶中覆盖的晶片部分得到保护，可保留氧化硅; 其他被蚀刻掉。

显然，光线波长小的话可以创造更精细的细节，比如更窄的电路、更小的晶体管。不过在当下14nm的制造中并没有使用，而是借助多重图案曝光技术（多个掩膜和曝光台）实现。

可是步骤越多，制造时间就会越长，缺陷率也会随之提高。所以，更短的紫外线光不得不被提升上技术日程。

芯片行业从20世纪90年代开始就考虑使用13.5nm的EUV光刻（紫外线波长范围是10~400nm）用以取代现在的193nm。EUV本身也有局限，比如容易被空气和镜片材料吸收、生成高强度的EUV也很困难。业内共识是，EUV商用的话光源功率至少250瓦，Intel还曾说，他们需要的是至少1000瓦。

会上，三星/台积电的研究人员透露，在NXE-3400下光刻有两个棘手问题，或蚀刻掉的区域不足造成短路，或时刻掉的区域过量，导致撕裂。

当下，EUV光刻机对20nm以上尺寸级别的工艺来说缺陷率是可接受的，往下的话还是难度重重。