光刻技术路在何方？

光刻技术正处在十字路口并可能是在向错误的方向发展。

光刻是支撑摩尔定律所阐明的IC工艺不断缩微的关键生产技术。当前的技术仍然可行，而且其寿命已远远超出了所有人的预期，所以将在不久的将来失去动力。其后继技术的研究在几十年前就已经开始。

然而，今天，在四个主要的下一代光刻(NGL)候选技术中，有三个技术，即超紫外线(EUV)、多波束无掩膜和纳米压印，落后于时间表。

特别是EUV技术，消耗了大量的研发时间和财富，但仍没有取得多少成果，这促使一些人士呼吁把开发努力重新定向。纳米压印，就其本身而言，存在套刻精度和吞吐量问题，而多波束技术仍然在研发中。第四个下一代候选技术--定向自组装，是一种很有前途的研究课题，但尚未开始研发。

英特尔早在1997年就领导成立了EUV LLC企业联盟，计划在2005年把EUV光刻技术商业化的，加盟公司包括AMD、IBM、英飞凌和Micron。

按照原定计划，EUV现在应该取代传统的光学光刻技术。然而事实上，光学光刻目前在半导体领域仍然举足轻重。至于EUV技术何时能投入生产，有人估计在2012 年初，也有人估计在2015年或2016年，甚至有人认为这个时间可能永远不会到来。

也有一些公司在推动纳米压印、无掩膜光刻或一种被称为自组装的新兴技术。另外一些公司则希望把今天的光学光刻技术一直延续下去。

对于这个产业来说，将赌注押在EUV上错了么？如果真是这样的话，到底应该研究哪种技术呢？从长远来看，谁将最终受益？

在最近的SPIE先进光刻会议等行业活动期间，EE Times向光刻专家和该领域的一些高层人员提出了上述问题，以下是他们的回答。

Yan Borodovsky

英特尔高级研究员兼技术和制造部先进光刻技术总监

虽然之前一直都在推动EUV技术，但是英特尔目前正在考虑一种混合匹配的光刻战略。

"针对未来的IC设计，我认为正确的方向是具有互补性的光刻技术。......193纳米光刻是目前能力最强且最成熟的技术，能够满足精确度和成本要求，但缺点是分辨率低。利用一种新技术作为 193纳米光刻的补充，可能是在成本、性能以及精确度方面的最佳解决方案。补充技术可以是EUV或电子束光刻。"

"我认为，对于大批量制造而言，将EUV作为补充技术存在很多挑战，多波束电子束同样如此。"

"NAND闪存厂商有更大的可能去引入某种新技术，就像我们之前试图引入EUV那样。实际上，逻辑芯片在布局、设计规则和限制方面有更大的自由度。因而我们可以理解，为什么三星将更加积极地部署EUV。他们别无选择，只能寄希望于波长更短、数值孔径(NA)更高和K1为0.25的技术。"

G. Dan Hutcheson

市场研究公司VLSI Technology CEO

"我认为该行业找到了正确方向。这个十年比上个十年好了太多。我记得在上世纪90年代，所有研究都在遵循下一代光刻的路线图，没有人搞别的东西。"

"而我们从事的是每年花费大量研发经费的不断发展的业务。要确保在将来的节点仍遵循摩尔定律，需要有两到三个可替代现有技术的方案。"

"作为最后的手段，电子束技术总能保证写入的几何精密性，但缺点是它违反了摩尔定律。压印是一项非常有趣的技术，这项技术有待开发。EUV也是如此。"

"我们可利用现有的技术，即双重成型。如果我是芯片制造商，我会把大量资金投在双重成型技术上，因为现在我的光刻工具的产能基本上下降了一半。也就是说，每片晶圆的成本增加了一倍。因此我会需要双倍的工具，这对设备行业来说是个好消息。"

Burn Lin

台湾半导体制造有限公司微成型部高级主管

"该行业在某项技术上下的赌注太多。我认为把所有鸡蛋放在一个篮子里是很危险的。很多人都明白其中的道理。"

Kurt Ronse

IMEC公司光刻技术部总监

" 我认为我们在沿着正确的方向前进，因为目前还没有很多替代办法；我们或者停止缩小尺寸，或者继续推动EUV技术。"

"EUV 技术已经取得了很大的进步，该技术还没有大功告成，现在仍然有许多工作要做。但是在我看来，EUV和其他替代技术之间的差距在过去一年已经增大。目前其它替代技术都没能取得多大进展，而且它们在获取资金方面也面临困难。替代技术要达到目标将面临很大困难。这些替代技术必须专注于16或11纳米，因为它们拥有一些达到目标的方法和手段。如果继续专注于32纳米或22纳米，则会错过自己的目标。"

Walden Rhines

Mentor Graphics公司董事长兼CEO

" 包括OPC和其它分辨率增强技术在内的计算光刻，是能够把我们从光刻机不断飙升的成本中解救出来的技术。在过去10年中，计算光刻在EDA市场上占有可用市场总量(TAM)的最大份额。"

Dan Rubin

Alloy Ventures公司风险投资专家

"日趋明显的一个现象，就是EUV技术无法充分利用传统光学光刻技术的基础架构。这个新颖的技术创新，要求EUV资源和反射型掩模供应链，而这个供应链尚未建立，另外，缺陷检测仍然需要大量投入、雄厚的资金以及进度方面的调整。即使完整技术解决方案所需的各部分能够准时组合，EUV高昂的成本也会令人无法承受，从而影响先进存储器设备的采纳。"

"在内存芯片市场，我一直支持压印光刻技术。依靠不到1亿美元的总投资，Molecular Imprints公司(MII)已取得了令人难以置信的进展，而且性能改进的步伐在持续前进。其CMOS工具的可用性和硬盘驱动工具的吞吐量，从技术角度来看颇令人震惊。如果将投入在EUV上的金钱和业内关注分一部分给它，MII今天可能已经有了次32纳米CMOS生产工具。"

Mark Melliar-Smith

纳米压印光刻供应商MII公司CEO

" 这个行业限制了自己的发展前景。现在，它太过于关注单一解决方案。我认为这样不好。如果MII公司有去年EUV资金的1/12，我们可能已经在解决半导体市场众多遗留问题方面前进了很远，并已经做好12至18个月内投产的准备。"

Kazuo Ushida

尼康旗下精密设备有限公司总裁

" 对于小批量生产，EUV看起来很有前途。但是EUV赶不上22纳米半节距路线图。EUV将会在晚些时候出现，也许会赶上16纳米节点。我们还没有计量工具。开发掩模工具将需要两年时间。"

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