摩尔定律还没有结束

日前在日本东京举行了 ITF （IMEC Technology Forum,. ITF） 论坛。在论坛上，与荷兰商半导体大厂艾司摩尔 （ASML） 合作研发半导体光刻机的比利时半导体研究机构 IMEC 正式公布了 3 纳米及以下工艺的在微缩层面的相关技术细节。

　　IMEC公司首席执行官兼总裁Luc Van den hove首先发表了主题演讲，介绍了公司研究概况，他强调通过与ASML公司紧密合作，将下一代高分辨率EUV光刻技术——高NA EUV光刻技术商业化。IMEC公司强调，将继续把工艺规模缩小到1nm及以下。

　　包括日本在内的许多半导体公司相继退出了工艺小型化，声称摩尔定律已经走到了尽头，或者说成本太高，无利可图。

　　IT之家获悉，在日本众多光刻工具厂商纷纷退出EUV光刻开发阶段的同时，半导体研究机构IMEC和ASML一直在合作开发EUV光刻技术，而EUV光刻技术对于超细鳞片来说至关重要。

　　IMEC发布低至1nm及以上的逻辑器件路线图

　　在ITF Japan 2020上，IMEC提出了3nm、2nm、1.5nm以及1nm以下的逻辑器件小型化路线图。

　　▲IMEC的逻辑器件小型化路线图

　　上行技术节点名称下标注的PP为多晶硅互连线的节距（nm），MP为精细金属的布线节距（nm）。需要注意的是，过去的技术节点指的是最小加工尺寸或栅极长度，现在只是“标签”，并不指某一位置的物理长度。

　　这里介绍的结构和材料，如BPR、CFET和使用二维材料的通道等，已经单独发表。

　　EUV的高NA对进一步小型化至关重要

　　据台积电和三星电子介绍，从7nm工艺开始，部分工艺已经推出了NA=0.33的EUV光刻设备，5nm工艺也实现了频率的提高，但对于2nm以后的超精细工艺，需要实现更高的分辨率和更高的光刻设备NA（NA=0.55）。

　　▲符合逻辑器件工艺小型化的EUV光刻系统技术路线图

　　据IMEC介绍，ASML已经完成了作为NXE:5000系列的高NA EUV曝光系统的基本设计，但商业化计划在2022年左右。这套下一代系统将因其巨大的光学系统而变得非常高大，很有可能顶在传统洁净室的天花板下。

　　▲当前EUV光刻系统（NA=0.33）（正面）与下一代高NA EUV光刻系统（NA=0.55）（背面）的尺寸比较。

　　ASML过去一直与IMEC紧密合作开发光刻技术，但为了开发使用高NA EUV光刻工具的光刻工艺，在IMEC的园区里成立了新的“IMEC-ASML高NA EUV实验室”，以促进共同开发和开发使用高NA EUV光刻工具的光刻工艺。该公司还计划与材料供应商合作开发掩模和抗蚀剂。

　　Van den hove最后表示：“逻辑器件工艺小型化的目的是降低功耗、提高性能、减少面积、降低成本，也就是通常所说的PPAC。除了这四个目标外，随着小型化向3nm、2nm、1.5nm，甚至超越1nm，达到亚1nm，我们将努力实现环境友好、适合可持续发展社会的微处理器。”他表示，将继续致力于工艺小型化，表现出了极大的热情。

　　▲强调PPAC-E，在传统PPAC的基础上增加了E（环境）的工艺小型化。