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在英特爾看來,半導體創新始終是一項團隊合作,最持久的突破源於從研發到量產的深度生態系統協作。英特爾晶圓代工為其在這一進程中扮演的領導角色而感到自豪,並已確立了其在業界的地位,成為唯一一家擁有本土領先邏輯芯片研發和製造能力的美國公司。
今天,英特爾分享兩個不同項目的里程碑,這兩個項目分別展示了公司推動行業研究和創新、降低先進設備概念風險以及加快為客戶創造價值的不同方式。
自信擴展:首臺 TWINSCAN EXE:5200B 高數值孔徑 EUV 安裝
隨着前沿工藝節點特徵尺寸的不斷縮小,高數值孔徑(High NA)極紫外(EUV)光刻技術正迅速崛起,成為人工智能時代極具吸引力的光刻技術。ASML 和 Intel Foundry 已證明,目前 最先進的光刻掃描儀在技術上可行,能夠提供更高的精度和生產效率,從而使高數值孔徑 EUV 技術在未來的大規模生產中佔據優勢。
今天,英特爾激動地宣佈,英特爾和ASML已成功完成TWINSCAN EXE:5200B的「驗收測試」。 這款高數值孔徑(High NA)極紫外光刻機在保持第一代EXE : 5000高分辨率的同時,將產能提升至每小時175片晶圓,並將套刻精度(不同光刻層的精確對準)提高至0.7納米。這得益於英特爾在高數值孔徑極紫外光刻領域的豐富經驗,該領域始於2023年,當時全球首臺商用高數值孔徑極紫外光刻機交付至我們在俄勒岡州的研發中心。
EXE:5200B 的關鍵創新點包括以下幾點:
更高功率的 EUV 光源:在實際劑量下實現更快的晶圓曝光,支持高對比度圖案化的光刻膠/工藝窗口,同時最大限度地減少線邊緣粗糙度和線寬粗糙度。
新型晶圓存儲架架構:改進了批次物流和熱/工藝穩定性,從而減輕了漂移並提高了吞吐量一致性,這對於多溝道或多曝光流程尤為重要。
更嚴格的對準控制:0.7納米的套刻精度反映了平臺控制、傳感器校準和環境隔離方面的進步,所有這些對於客戶不斷突破晶體管密度極限都至關重要。
高數值孔徑極紫外光刻(EUV)是英特爾晶圓代工技術庫中的一項重要能力,它結合了我們在光刻、蝕刻、分辨率增強和計量等相關領域的專業技能,從而實現現代芯片所需的精細晶體管細節。對於設計人員而言,這意味着更靈活的設計規則,減少步驟和光刻掩模數量,從而簡化工藝流程,提高良率,並縮短良率週期。我們仍處於探索的早期階段,但這無疑是在探索提高客戶效率和生產力的新途徑方面取得的積極進展。
用於未來晶體管尺寸縮小的二維材料
英特爾強調,公司也在展望更遠的未來。如今最先進的晶體管採用環繞柵極架構(英特爾晶圓代工稱之為RibbonFET),將晶體管完全包裹在溝道周圍。這些晶體管以單層形式集成在芯片上,我們也在努力實現晶體管的堆疊。英特爾和業內其他公司都認為,在未來的某個時刻,晶體管的尺寸將會縮小到硅原子性能開始下降的程度。
二維材料之所以得名,是因為它們能夠排列成厚度僅為幾個原子的薄層。例如,過渡金屬二硫化物(TMD)家族中的這類材料,有望在擴展和控制電流方面展現出卓越的性能。英特爾晶圓代工及其衆多合作伙伴多年來一直致力於二維材料的研究,但該行業在300毫米晶圓廠的製造工藝方面仍然面臨着諸多挑戰。
在上週的IEDM會議上,Imec和Intel聯合展示了一種300mm可製造的2DFET源漏電極和柵堆疊模塊集成方案(n型採用WS₂和MoS₂,p型採用WSe₂)。該方案的核心創新在於對Intel生長的高質量二維層進行選擇性氧化物蝕刻,並在其上覆蓋AlOx/HfO₂/SiO₂。這種工藝實現了鑲嵌式頂部電極,類似於將金屬嵌入溝槽或凹槽的古老技術。這是目前世界上首創的晶圓廠兼容工藝,同時還能保持底層二維溝道的完整性。
對於探索二維場效應晶體管(2DFET)的團隊而言,可製造的接觸和柵極模塊是最大的挑戰之一。我們的長期計劃是通過與客戶共同開發這些步驟,並將其應用於量產級集成流程,從而在實際且可擴展的工藝假設下評估二維通道,加速器件基準測試、建模和設計路徑探索,並減少流片過程中可能出現的意外情況。
這一切意味着什麼?
首先,嚴謹的整合能夠將創新轉化為可靠性。無論是新材料研究還是首創工具,最難的部分在於如何將物理和化學原理與工具在大規模晶圓廠中的實際性能相匹配。正是這項工作,將前景廣闊的概念轉化為可供客戶使用的平臺。
其次,開放式協作能夠縮短學習曲線。通過與Imec和ASML等知名機構合作開發,並共享工藝窗口、計量數據和故障模式,我們能夠加速創新,並減少整個生態系統中的重複工作。客戶將受益於更快的產能爬坡、更完善的PPAC(工藝流程分析)以及更早地獲得實際的設計約束。
第三,也是非常重要的一點,英特爾晶圓代工從早期研發階段就注重可製造性。大馬士革頂接觸技術的突破,既是材料方面的勝利,也是晶圓廠兼容性方面的突破。同樣,EXE:5200B 的生產也旨在實現影響良率和週期時間的大批量生產指標。
對於正在探索新設備架構或準備高數值孔徑 EUV 關鍵層的客戶,英特爾晶圓代工提供先進的工具以及創新方面的合作伙伴關係,並以成熟的集成專業知識和對可製造性的不懈關注為後盾。
參考鏈接
https://community.intel.com/t5/Blogs/Intel-Foundry/Systems-Foundry-for-the-AI-Era/How-Collaboration-in-High-NA-EUV-and-Transistor-R-D-Are-Shaping/post/1730050
(來源:編譯自intel)
*免責聲明:本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點,半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點,不代表半導體行業觀察對該觀讚好同或支持,如果有任何異議,歡迎聯繫半導體行業觀察。