中国32nm技术脚步渐近

32nm离我们还有多远？技术难点该如何突破？材料与设备要扮演何种角色？10月28日于北京举办的先进半导体技术研讨会即围绕“32nm技术发展与挑战”这一主题进行了探讨。

32nm节点挑战无限

“45nm已进入量产，32nm甚至更小的22nm所面临的挑战已摆在我们面前。”中芯国际资深研发副总裁季明华博士在主题演讲时说，“总体来说，有四个方面值得我们注意。首先是CMOS逻辑器件如何与存储器件更还的集成在一起；其次是SOC技术的巨大挑战，如低功耗问题等；第三是现在比较热门的3D IC和SIP集成；最后一个是如何建立更广泛的研发平台和联合机制，创造所谓的super foundry。”32nm技术面临巨大的研发成本和制造挑战，需要结合各方资源通力合作。创造全兼容的CMOS技术平台、全兼容IP以及全球性全兼容芯片代工服务将是未来的发展趋势。

KLA-Tencor中国区技术总监任建宇博士认为，对于芯片制造来说，工艺控制至关重要。45nm节点的测量步骤已超过200步，到了32nm或更小节点，工艺精度要求将会更为苛刻，测量步骤会更加繁琐。现在能够预知的困难集中在高k金属栅部分的channel工艺控制、掩膜版缺陷的检测、硅片其它缺陷的及时识别判断等。“小节点意味着图形更加细微，新的缺陷也会层出不穷，提高检测的灵敏度和分别率必不可少。”任建宇博士坦言，“同时，制造业不同于单纯研发，对于生产效率有更高的要求，因此提高检测速度也是我们不可回避的问题。”

光刻工艺如何齐头并进？

光刻技术历来是半导体技术发展路线图中的重头戏，对于它的讨论和研究不绝于耳。ASML的中国区资深战略市场经理Curtis Liang博士就32nm节点光刻技术的进展进行了阐述。“32nm对于存储器件的制造来说是一个新的转折点，因为很多新的技术将在这里被采用。”Curtis Liang说，“在小节点引入浸入式光刻已毫无悬念，但是诸如光刻胶、浸入液等配套技术还有不小的进步空间。现在大家也都在谈论双重图形，但是从长远角度来看，它应该是浸入式光刻与EUV光刻之间的一个过渡。”

Cymer东南亚区光刻应用总监林思闽博士认为，32nm节点对于光刻工艺来说，意味着如何实现精确的栅极CD控制，线条边缘粗糙度以及OPC等也将困难重重。光源是光刻机上最重要的组成部分之一，光源的能量、稳定性、寿命等在某种程度上影响着光刻技术的发展。特别是未来有可能会采用的EUV光刻，光源的质量更是举足轻重的。32nm节点目前来看还是以浸入式光刻配合双重图形技术为主，再往下发展，EUV的机会将会很大。

半导体材料不容忽视

当越来越多的新材料被引入半导体制造时，对于它的作用愈发引起人们的兴趣。Cabot的亚洲研发总监吴国俊博士对32nm节点的CMP材料提出了自己的看法。“CMP工艺与其它工艺有很大的不同，那就是它会更多的依赖于材料，如研磨料和研磨垫，。换句话说，材料的发展引领者CMP技术的进步。”吴国俊博士说，“我们现在常常提到的很多新结构，如高k金属栅和低k互连等都引入了很多新兴材料，CMP不仅要求迅速的实现抛光的目的，还要保证尽可能少的残留和缺陷。目前的研发重点是对于不同材料实现良好的选择比，减少划伤等缺陷问题。

安集微电子的王淑敏博士则强调了环保的重要性。CMP材料的发展过程中不仅要考虑技术和经济因素，对于材料所带来的环境问题也同样值得业界深思。