TSMC внедряет новую технологию литографии для 20-нм чипов

Каждый следующий этап миниатюризации требует от производителей микросхем все больших усилий. Тайваньский производитель TSMC опубликовал некоторые подробности своей технологии построения 20-нм чипов — для этого используется метод двойной компоновки.

Около 10 лет компании TSMC, GlobalFoundries и Intel совместно работали над созданием методик литографии с помощью эксимерного лазера с использованием монофлорида аргона (ArF), длина волны которого 193 нм, т.е. находится в ультрафиолетовой области. Именно такие лазеры используются в индустрии для производства полупроводников с 90 нм — 28 нм геометрией. К сожалению, ArF-лазеры достигли порога своей эффективности в процессе литографии и производить с их помощью транзисторы с плотностью менее 28 нм невозможно.

При обычном процессе литографии подложка покрывается светочувствительным материалом (фоторезистом), на который затем через маску направляются лучи, которые в точках взаимодействия с фоторезистом изменяют химические свойства материала. Затем подложка помещается в специальный раствор, который вымывает области, находившиеся под воздействием света — в результате получается микросхема. Если соотношение длины волны и ширины шаблона невелико, появляется множество дефектов. Чтобы этого не произошло, можно использовать две фотомаски, на каждую их которых нанесена половина шаблона — тогда многих дефектов удастся избежать.

Существует несколько технологий литографии с использованием двух шаблонов, некоторые применялись Intel еще в 45-нм техпроцессе. TSMC и GlobalFoundries начали работать с двойной компоновкой в 32-нм производстве. Для 20-нм техпроцесса TSMC будет использовать метод 2P2E (double pattern/double etch, т.е. двойной экспозиции и двойного травления), а это означает, что для производства одной пластины потребуется значительно больше шагов, а следовательно, и времени.

GlobalFoundries также внедряет технологии двойной компоновки для 20-нм процесса Intel, ограниченно применяет их в 22-нм техпроцессе, и пока широко распространять не намерена. Chipzilla планирует внедрить методы двойной компоновки в 14-нм производстве, одновременно с FinFET, технологией транзисторов с вертикальной структурой, которую TSMC и GlobalFoundries намерены вывести на рынок в 2016 г.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365