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極紫外線技術(shù)有望讓晶體管“瘦身”75%
2012-07-27
據(jù)英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站7月25日(北京時(shí)間)報(bào)道，芯片制造商英特爾公司表示，將向總部設(shè)在荷蘭的半導(dǎo)體設(shè)備制造商阿斯麥投資41億美元，其中10億美元專門(mén)用于極紫外線(EUV)光刻技術(shù)的研發(fā)，新技術(shù)有望讓晶體管的大小縮減為原來(lái)的1/4。
一塊芯片能容納的晶體管數(shù)量每隔幾年就可以翻番，但這一趨勢(shì)目前似乎已到窮途末路。解決方案之一是借用EUV光刻技術(shù)將更小的晶體管蝕刻在微芯片上，即用超短波長(zhǎng)的光在現(xiàn)有微芯片上制造比目前精細(xì)4倍的圖案。芯片上的集成電路圖案是通過(guò)讓光透過(guò)一個(gè)遮蔽物照射在一塊涂滿光阻劑的硅晶圓上制成，目前只能采用深紫外(波長(zhǎng)一般約為193納米)光刻技術(shù)制造出22納米寬的最小圖案。
在芯片上蝕刻更小圖案的唯一方式是使用波長(zhǎng)更短的光波。通過(guò)將波長(zhǎng)縮短到13.5納米，芯片上的圖案可縮小到5納米或更小。要想做到這一點(diǎn)，EUV光刻技術(shù)面臨著化學(xué)、物理和工程學(xué)方面的挑戰(zhàn)，需要對(duì)光刻系統(tǒng)背后的光學(xué)儀器、光阻劑、遮蔽物以及光源進(jìn)行重新思考。有鑒于此，英特爾公司宣布投資41億美元，用于加速450毫米晶圓技術(shù)、EUV光刻技術(shù)的研發(fā)，推動(dòng)硅半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步。
幾乎所有的材料(包括空氣)都會(huì)吸收波長(zhǎng)短到13.5納米的光，因此，這個(gè)過(guò)程需要在真空中進(jìn)行。而且因?yàn)檫@種光無(wú)法由傳統(tǒng)的反射鏡和透鏡所引導(dǎo)，需要另外制造專用的反射鏡，但即使這些專用反射鏡也會(huì)吸收很多EUV光，因此，這種光必須非常明亮。研究人員解釋道，光越暗淡，凝固光阻劑需要的時(shí)間也越長(zhǎng)，而且因?yàn)楣饪碳夹g(shù)是微芯片制造過(guò)程中最慢的步驟，所以，EUV光源的強(qiáng)度對(duì)降低成本至關(guān)重要。第一代EUV光源只能提供10瓦左右的光，1小時(shí)只夠在10個(gè)硅晶圓上做出圖案。而商業(yè)系統(tǒng)必須達(dá)到200瓦，且一小時(shí)至少要做出100個(gè)圖案。
另一個(gè)挑戰(zhàn)在于，目前電路一般被蝕刻在300納米寬的硅晶圓上，但英特爾公司希望EUV技術(shù)能在450納米寬的硅晶圓上進(jìn)行，這樣一次做出的電路數(shù)量就可以翻番，這就需要阿斯麥公司研制出新的制造設(shè)備，英特爾公司希望能在2016年做到這一點(diǎn)。
總編輯圈點(diǎn)
盡管一塊芯片能容納的晶體管數(shù)量每隔幾年就能翻番，但將更小的晶體管蝕刻在微芯片上似乎更能滿足發(fā)展所需。極紫外線技術(shù)或許能給我們帶來(lái)驚喜，這種有望讓晶體管“瘦身”75%的技術(shù)絕對(duì)值得期待。在重要性方面可以與印刷術(shù)、汽車和電話等發(fā)明相提并論的晶體管，這朵電子技術(shù)之樹(shù)綻放的絢麗多姿的奇葩，或?qū)⒁虼藷òl(fā)出更加奪目的光彩。4年的等待不算漫長(zhǎng)，10億美元的花費(fèi)卻足夠昂貴，唯愿這筆不菲的“減肥”開(kāi)銷物有所值。
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