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EUV产量到位了，是不是也该考虑良率了？
发布日期：2021-07-22 来源： 电子发烧友网
作者：网络
在当前的半导体制程不断往7nm以下发展时，EUV光刻机就成了IDM和代工厂必不可少的工具之一。随着台积电、三星、英特尔和SK海力士等企业的EUV光刻机纷纷到位，这些顶级半导体制造厂商和EUV光刻机的唯一制造者ASML还有另一个问题需要担心，那就是光罩防尘膜。
光罩防尘膜是一种透明的薄膜，主要用于保护昂贵的光罩，保持清洁，以此提高半导体生产效率。尽管光刻机一般都位于相当严格的洁净室内，EUV光刻机面世初期也有不少人认为EUV不需要防尘膜，因为不会出现颗粒的存在，但实际情况下还是难免避免生产过程中杂质的出现。据ASML的说法，EUV每曝光1万次就会生成一个杂质颗粒。通过使用防尘膜，晶圆厂可以有效避免污染而产生的缺陷。虽然这是一个有效解决晶圆缺陷的办法，却影响了光刻机的光线透射。被防尘膜吸收的紫外光线虽然肉眼看不出，但在光刻机的表现上就成了功耗损失。当前DUV防尘膜的透射率都已经做到了99%以上，EUV防尘膜却始终差强人意。因此，ASML和相关代工厂商都在研究如何生产出透射率更高的防尘膜。然而，ASML因为需要专心去做EUV光刻机的生产开发，很难再兼顾防尘膜的生产，而且在他们的研究下，透射率一直进展缓慢。2016年，ASML推出的首批EUV防尘膜只有78%左右的透射率。2019年时，经过了一段时间的持续研发，平均透射率也仅仅提升了3.5%，达到83%的水平。三星更是明确表示，不到90%以上的透射率不会使用EUV防尘膜。毕竟在当前半导体缺货的情况下，透射率下降影响的是产量，而没用防尘膜最多只能影响小部分良率。因此，当前无论是三星和台积电都没有在EUV光刻机上使用防尘膜。除了透射率之外，EUV的防尘膜还有两道坎，那就是散热和成本问题，不过这两个问题其实也和透射率一样，都可能要从材料上解决。
为此，2019年5月31日，ASML与日本三井化学公司达成协议，前者将EUV防尘膜技术授权给三井化学，由多年防尘膜生产经验的后者来负责生产。ASML联手加拿大企业TeLEDyne负责EUV防尘膜技术的开发，而三井则在日本大竹市进行防尘膜生产。今年5月，ASML韩国销售经理提到，经过与Teledyne的携手开发，他们已经可以将EUV防尘膜做到90.6%的透射率，可以实现400W的持久功率。三井化学也在同月26日发布消息，正式宣布EUV防尘膜开始商用量产。生产EUV防尘膜的并不只有三井化学一家，韩国企业FST和S&S Tech同样在生产相关产品，三星作为这两家厂商的大客户，也向他们投资了不少资金。就拿FST来说，利用碳纳米管材料，他们也成功将透射率做到了90%以上，还推出了自动安装和检测防尘膜的设备工具。毕竟在运用EUV防尘膜的生产过程中，防尘膜上的颗粒检测和防尘膜清洗与替换也是相当耗时耗力的步骤。不过，别说是保证半导体生产的良率了，这两家的EUV防尘膜尚在研发或初期阶段，自己的良率还没保证，虽然EUV防尘膜已经变为他们的研发重心，但与ASML和三井化学相比，还有一段差距。然而，韩媒报道，三星这家韩国巨头很可能还是会用ASML自家的光罩防尘膜。因为EUV光刻机只有ASML一家制造，如果不用他们自己推荐的防尘膜，很可能难以保证后续的售后维护工作，十几亿元一台的机器，坏了没处修可就难办了。比利时微电子研究中心（IMEC）其实也在研究EUV防尘膜，他们将多片碳纳米管防尘膜安装在NXE：3300 EUV光刻机上，测得单次极紫外光的透射率可高达97%，所能承受的功率更是可以达到600W。
虽然已有EUV防尘膜开始投入量产，但业内人士爆料，三星很可能会在2023年才开始在EUV光刻机上使用防尘膜。毕竟即便是90.8%的透射率，依然对产量会有一定影响，与DUV光刻机99%以上的透射率相比，还是有差距。目前基本所有晶圆厂都在满载运行，在产量和良率的抉择上，影响更小的后者明显不是首选。
