EUV吞吐量/掩膜/成本/光罩/產(chǎn)能/工藝步驟深度分析,臺積電、格羅方德、英特爾都已準(zhǔn)備好?
光罩成本分攤
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/201801/374830.htm目前EUV的光罩版成本大約是ArFi的6倍。ASML的Mike Lercel與Photronics一起研究得出的結(jié)論是,一旦EUV上量,成熟的EUV光罩成本會降低到ArFi的2倍到3倍,這種對比對我來說似乎是合理的。
在圖6中,分別假設(shè)EUV光罩成本是ArFi的6倍、4倍和2倍,我比較了5nm工藝下一個完整光罩套件的分攤成本。當(dāng)是4倍時,兩種光罩套件的分攤成本差不多,因為大部分被EUV取代的多重圖案工藝使用的就是4個AiFi掩模。當(dāng)小于4倍時,EUV光罩成本比光學(xué)光罩成本更便宜。
圖6 完整光罩套件的分攤成本
另一個關(guān)鍵的問題是,對于5nm的光學(xué)或EUV光罩套件,都必須在光罩套件上生產(chǎn)大量的晶圓,以攤薄光罩成本。這個問題實際上牽涉到整個行業(yè)的發(fā)展,即設(shè)計成本和光罩套件的成本如此之高,以至于所生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量必須足夠大,才能夠經(jīng)濟地使用這些工藝。
邏輯工藝步驟
為了衡量EUV對設(shè)備行業(yè)的影響,圖7繪制了7nm、7c、7+和5nm工藝下ALD/CVD沉積、干法蝕刻以及曝光工藝的步驟。由于使用了EUV,從7nm到7c再到7+,ALD/CVD沉積的步驟數(shù)量是下降的,但是到了5nm節(jié)點,由于工藝復(fù)雜性的增加,ALD/CVD沉積步驟數(shù)又開始回升。干法蝕刻步驟的變化情況也大抵如此。
圖7 不同工藝節(jié)點下ALD/CVD沉積、干法蝕刻以及曝光工藝的步驟
如前文所述,即使到了2021年,EUV占整個邏輯晶圓的比例也沒有超過10%,而且沉積和蝕刻的步驟數(shù)從7nm到5nm的下降也不多,所以EUV不會對設(shè)備行業(yè)帶來多大的影響。需要指出的是,由于3D NAND的產(chǎn)量正在迅速攀升,這種器件的生產(chǎn)使用了相當(dāng)多的沉積和蝕刻工具,所以3D NAND會被設(shè)備行業(yè)帶來比較明顯的影響。
邏輯材料支出
與工藝步驟數(shù)和EUV對設(shè)備的影響類似,圖8顯示了新工藝對材料支出的影響,除了某些特殊的材料,整體而言影響并不太大。
圖8 新工藝對材料支出的影響
結(jié)論
1、只要達到合理的正常運行時間,EUV在7nm邏輯工藝中的觸點和過孔上就能得到大規(guī)模應(yīng)用,如果需要使用保護膜,合適的保護膜方案會及時出現(xiàn)。
2、在7+工藝中的金屬層上使用EUV光刻技術(shù)時需要使用保護膜,屆時保護膜方案可能會及時出現(xiàn)。
3、5nm對光刻膠提出了嚴峻的挑戰(zhàn),同時也需要更好的保護膜透射率以及光化檢查手段。
4、EUV最初主要應(yīng)用在邏輯器件上,普及相對比較緩慢,所以對材料和設(shè)備的影響都很小,而且這種影響很可能會被其它產(chǎn)品抵消掉。
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