TSMC akan memproduksi secara massal teknologi proses 5nm tercanggih di dunia. Dengan hukum Moore yang tampaknya semakin maju dengan mulus, banyak hambatan untuk pengembangan teknologi material yang melonjak di bawah meja.
Dalam seminar teknologi litografi semikonduktor yang diadakan di Silicon Valley di Amerika Serikat pada tahun 2019, pihak industri mengusulkan bahwa meskipun cetak biru proses semikonduktor dapat ditingkatkan menjadi 1nm dalam 10 tahun ke depan, hal ini mungkin disebabkan oleh bottleneck material photoresist sehingga proses tersebut akan berkembang menjadi node 3nm. Pesan peringatan muncul saat itu.
Ini mengungkapkan bahwa untuk melanjutkan kehidupan Hukum Moore, diperlukan upaya bersama dari berbagai sub-bidang seperti bahan, peralatan, dan manufaktur di seluruh rantai industri semikonduktor untuk memecahkan masalah teknis seperti permainan agar dapat maju dengan lancar ke tujuan.
Bagaimana EUV menjadi promotor Hukum Moore?
Industri menunjukkan bahwa EUV telah resmi memasuki komersialisasi melalui sinar ultraviolet ekstrim. Baik TSMC dan Samsung telah berhasil memperkenalkan teknologi EUV ke dalam 7nm dan memulai produksi massal. Namun, industri masih melihat beberapa masalah teknis dan material, yang salah satunya merupakan tantangan besar. Artinya, memasuki proses 3nm membutuhkan teknologi EUV photoresist dengan biaya yang lebih rendah dan resolusi yang lebih tinggi.
Dalam proses pengembangan teknologi litografi, pada tahap awal, produsen semikonduktor juga menggunakan litografi perendaman 193nm dan paparan ganda untuk memperluas proses menjadi 10nm dan 7nm, tetapi menjadi semakin sulit untuk mencapai pola tertentu, dan beberapa eksposur juga dibawa. Kenaikan biaya produksi.
Setelah pengenalan teknologi litografi EUV, peran EUV adalah lapisan litografi kunci dari proses logika 7nm. Sebelum diperkenalkannya produsen chip, EUV terdiri dari mesin litografi, sumber cahaya, photoresist, dan photomask.
Di masa lalu, kekritisan teknologi EUV sebagian besar adalah sumber cahaya, karena daya sumber cahaya tidak mencukupi, yang akan memengaruhi efisiensi produksi chip, yang merupakan alasan mengapa teknologi EUV telah menunda produksi massal selama bertahun-tahun. ASML telah menghabiskan banyak waktu untuk memecahkan masalah sumber cahaya, dan pada 2013 ASML mengakuisisi produsen sumber cahaya Amerika, Cymer.
Saat ini, daya sumber cahaya ASML dapat mencapai 250w. Dengan kekuatan ini, pelanggan dapat mencapai throughput 155 wafer per jam, di laboratorium, dapat mencapai daya sumber cahaya lebih dari 300w.
Setelah masalah sumber cahaya teratasi, tantangan yang paling banyak dihadapi oleh teknologi EUV adalah keterbatasan teknologi fotoresis.
Hambatan EUV saat ini adalah photoresist
Meskipun pasokan bahan semikonduktor sangat terkonsentrasi, teknologi fotoresis harus dianggap sebagai bahan dengan konsentrasi tertinggi dan hambatan tertinggi di dunia. Jepang dan Amerika Serikat bersama-sama menguasai 95% pasar.
Dalam litografi 248nm dan 193nm, arus utama telah menggunakan CAR fotoresis amplifikasi kimia organik selama lebih dari 20 tahun, yang merupakan polimer fotosensitif yang digunakan untuk membuat pola. Di bawah teknologi EUV, foton mengenai fotoresis CAR dan menghasilkan asam foto, dan kemudian fotoresis CAR mengalami reaksi katalitik fotoasid selama proses pasca pemaparan untuk menghasilkan pola fotolitografi.
Namun, ketika CAR photoresist digunakan untuk EUV, karena energi sumber cahaya sangat meningkat, hasil yang berbeda dan rumit dapat terjadi, yang akan mempengaruhi hasil chip.
Oleh karena itu, produsen peralatan dan material semikonduktor mencoba berbagai cara, atau mengusulkan solusi teknologi fotoresis baru, sehingga teknologi EUV dapat digunakan secara terus menerus dan memperpanjang umur Hukum Moore.
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi fotoresis EUV baru yang berbeda telah keluar satu demi satu, seperti fotoresis oksida logam cair atau fotoresis kering. Di seluruh ekologi rantai industri semikonduktor, ini adalah sabuk inovasi material Peluang bisnis besar datang.
Teknologi baru fotoresis EUV bersaing
Inpria, pemasok material di Amerika Serikat, secara aktif berinvestasi dalam teknologi fotoresis EUV. Ini adalah perusahaan yang independen dari Institute of Chemistry di Oregon State University pada tahun 2007. Setelah diumumkan, Inpria menerima investasi dari banyak perusahaan semikonduktor seperti Samsung dan Intel.
Inpria sedang mengembangkan fotoresis negatif yang ukuran molekulnya seperlima dari fotoresis organik CAR, yang difokuskan agar laju serapan cahaya bisa mencapai 4 hingga 5 kali lipat dari CAR, sehingga pola rangkaian yang terbentuk lebih tepat dan akurat. .
Alasan utamanya adalah pengendalian ekspor fotoresis EUV Jepang ke Korea Selatan pada tahun 2019 telah membuat perusahaan semikonduktor Korea Selatan lebih aktif daripada produsen semikonduktor besar lainnya dalam rangka mencari solusi alternatif dan inovatif.
Menurut perkiraan, lebih dari 90% teknologi fotoresis Semikonduktor Korea Selatan bergantung pada pasokan Jepang, dan ahli fotores EUV juga sangat bergantung pada perusahaan Jepang.
Samsung dan TSMC adalah dua pabrik semikonduktor besar yang telah bermigrasi secara global untuk memperkenalkan proses EUV. Kedua belah pihak telah berjuang keras dari 7nm hingga saat ini. TSMC telah memimpin. Di masa depan, untuk memenangkan node proses 3nm, Samsung harus memiliki kendali penuh atas material sebelum dapat menyatakan perang lagi. .
Menurut statistik dari organisasi riset IC Insights, output semikonduktor dengan ukuran kurang dari 10 nm akan meningkat dari 1,05 juta wafer per bulan pada 2019 menjadi 6,27 juta per bulan pada 2023, dan EUV akan mendominasi sebagian besar proses di bawah 7 nm dalam beberapa tahun mendatang. teknologi.
Peningkatan besar dalam kapasitas produksi proses lanjutan di bawah 7nm juga berarti bahwa seluruh industri lebih mendesak untuk bahan dan teknologi fotoresis EUV baru dari sumber yang berbeda.
Baru-baru ini, ada juga teknologi fotoresis EUV baru, yang juga menarik banyak perhatian, yang dikembangkan bersama oleh Lam Research, pemimpin mesin litografi ASML dan Pusat Mikroelektronika Belgia imec, dan mengusulkan teknologi fotoresis kering EUV yang baru. Ini untuk menggantikan photoresist CAR tradisional, yang mungkin merupakan terobosan besar bagi evolusi teknologi semikonduktor.
Wincore Voice melakukan wawancara khusus dengan Rick Gottscho, Wakil Presiden Eksekutif dan Direktur Teknologi Lam Research. Ia mengatakan bahwa keunggulan dari teknologi baru ini adalah untuk meningkatkan ketajaman dan resolusi EUV, dan dapat mengurangi jumlah photoresist yang digunakan sebanyak 5-10 kali, yang membawa hasil yang signifikan dalam penghematan biaya.
Lam awalnya mengusulkan fotoresis kering EUV
Dalam industri saat ini, terutama CAR fotoresis yang diperkuat secara kimiawi organik dan fotoresis n-CAR anorganik, keduanya mengadopsi teknologi fotoresis cair. Hanya teknologi fotoresis EUV baru yang diusulkan oleh LAM Research yang didasarkan pada teknologi pengendapan kering. .
Gottscho mengatakan bahwa teknologi fotoresis arus utama saat ini adalah CAR, yaitu untuk melapisi fotoresis cairan ke wafer dengan alat pelapis Track dan melepasnya setelah terpapar dengan pelarut.
Teknologi fotoresis kering baru yang dikembangkan oleh Lam Research berbeda dengan metode pelapisan fotoresis cair tradisional, yang mengubah reaksi kimia dalam rongga, memungkinkan fotoresis kering mengalami deposisi uap kimia (CVD) atau Diproduksi dalam Atomic Layer Deposition (ALD) dan kemudian dihilangkan dengan proses etsa.
Keuntungan dari fotoresis kering EUV adalah meningkatkan sensitivitas dan resolusi pencitraan dan resolusi pemaparan EUV.
Lebih penting lagi, teknologi baru ini meningkatkan biaya setiap wafer proses EUV. Karena peralatan EUV diperkenalkan ke produksi massal oleh produsen semikonduktor utama di seluruh dunia, mendorong teknologi semikonduktor ke proses yang lebih maju.
Gottscho menekankan bahwa teknologi photoresist kering Lam Research dapat menggunakan dosis photoresist yang lebih rendah, yang hampir dapat mengurangi penggunaan sebanyak 5-10 kali untuk mencapai resolusi yang lebih tinggi, dan memperluas jendela proses, EUV dapat menjadi lebih akurat Menjelaskan pola sirkuit, sekaligus menghemat biaya pengoperasian pelanggan.
Kerjasama aliansi teknologi lintas batas antara LAM Research, ASML dan imec memiliki sejarah yang panjang.
ASML, produsen peralatan Belanda terkemuka, adalah pemimpin dalam teknologi litografi EUV. Keunggulan LAM Research terletak pada proses etsa dan deposisi. Imec adalah fokus jangka panjang pada inovasi teknologi R&D. Kerja sama tripartit yakin bahwa hal itu dapat menembus tradisi konvensional dan mengembangkan teknologi inovatif. Untuk memperluas teknologi EUV ke rutinitas proses yang lebih canggih.
Industri semikonduktor menganalisis bahwa teknologi fotoresis CAR tradisional mungkin telah digunakan sejak mesin eksposur 248nm pada tahun 1980. Pemasok utama mesin pelapis fotoresis adalah Toden Electronics TEL, dipimpin oleh Nissho.
Oleh karena itu, teknologi fotoresis kering EUV yang dikembangkan oleh Lam Research, ASML dan imec kali ini dapat membentuk dua kubu dengan produsen bahan peralatan Jepang, menerobos aturan teknologi semikonduktor yang ada dan membawa perubahan besar pada industri.
Menurut statistik organisasi riset ChipInsights, di antara 10 vendor peralatan semikonduktor global teratas (tidak termasuk pendapatan layanan dan beberapa material) pada tahun 2019, Lam Research menempati peringkat keempat, kedua setelah Material Terapan, ASML, TEPCO Elektronik TEL.
Papan panjang Lam Research terletak pada teknologi pemrosesan wafer ujung depan, termasuk solusi proses ujung depan seperti deposisi film, etsa plasma, penghapusan photoresist, pembersihan chip, dan pengemasan tingkat wafer ujung belakang (WLP). Tiga produk inti tersebut adalah peralatan etsa, peralatan deposisi, dan peralatan pelepas dan pembersihan fotoresis.
Ada juga pemasok fotoresis semikonduktor di China, namun teknologi dan pangsa pasar yang ada masih jauh dari taraf internasional. Lima pemasok fotoresis terkenal adalah Beijing Kehua, Jingrui, Nanda Optoelectronics, dan Rongda Photosensitive , Shanghai Xinyang, dll.
- "4.15 Hari Pendidikan Keamanan Nasional untuk Semua" memiliki satu hal yang berkaitan erat dengan Anda dan saya
- Orang miskin tidak terhitung jumlahnya, dan penangkapan Ronaldinho adalah lambang kejatuhan superstar sepakbola ini.
- "The Godfather of China Semiconductors" Zhang Rujing menuju selatan ke "assis" Guangzhou untuk membangun kota semikonduktor utama
- Ahli epidemiologi Oxford Chen Zhengming: Bersiaplah untuk yang terburuk, akankah strategi pencegahan epidemi Inggris berhasil? Wawancara
- Setelah 6 jam persiapan darurat, gelombang pertama imigran datang ke titik isolasi terpusat di Kota Dongjing, Distrik Songjiang
- Para petani di Songjiang, Shanghai berubah menjadi "webcasters" dan menjual 3,5 ton beras dalam siaran langsung dua jam
- Pria Taiwan mengancam akan membunuh Tsai Ing-wen dan Lee Teng-hui dengan bom dan ditangkap oleh polisi