
來自莫斯科的澤列諾格勒奈米技術中心(Zelenograd Nanotechnology Center,簡稱 ZNTC)與白俄羅斯半導體製造設備廠商 Planar 已開發俄國第一套可支援 350 奈米級製程技術(0.35 微米)的曝光系統。
據悉,該機器已通過官方檢驗,正在澤列諾格勒進行整合測試。雖然這個系統具有象徵意義,但設計已經落伍數十年,能否量產仍是未知數。
ZNTC 的微影設備是在一年前正式發表,採用 200mm 矽晶圓,並搭載固態雷射光源,曝光區域為 22mm×22mm(484 mm²)。不過 ZNTC 與 Planar 並未透露當中的關鍵技術細節,包括雷射波長與功率,但強調該機台採用高節能的「固態」雷射,具備更窄的發射範圍與更長的運行壽命。
值得注意的是,使用固態光源可能是相當重要的特點,這與全球主要半導體設備製造商的產品有區別,也暗示 ZNTC 未來的技術發展方向。
固態雷射廣泛應用於半導體製造,但不是用於先進製程的主要技術,反而是做為輔助製程,如晶圓檢測、缺陷分析、標記(Marking)及微加工(Micromachining)等應用,包括晶圓切割(Wafer Dicing)或元件修整(Trimming)。
此外,運行於約 365nm 波長的固態雷射(如三倍頻 Nd:YAG 雷射)也可用於成熟製程,因為它們穩定、高效且可靠。有趣的是,ZNTC 表示,正在研發一款支援 130nm 級製程技術的微影系統,預計將於 2026 年完成開發。
與 ASML 200mm 類似設備相比
ASML 為 200mm 晶圓設計的微影設備,可支援 350nm 至 130nm 範圍內的製程技術,依據不同的微影機型與製程節點需求,傳統上採用兩種主要的紫外線(UV)光源類型,分別為汞弧燈(Mercury Arc Lamps)以及 KrF(氟化氪)雷射或 ArF(氟化氬)雷射。
至於 350nm 及較不先進的製程,ASML 的 i-line 步進機主要使用汞弧燈(波長 365nm)當到 250nm 及更先進製程時,ASML 採用 KrF 雷射(波長 248nm);到 130nm 節點時,ASML 深紫外(DUV)微影系統則改用 ArF 雷射(波長 193nm)。
不過外媒認為,從現今標準看,350 奈米級製程技術(0.35 微米)的曝光系統已經是過時技術,英特爾和 AMD 早分別在 1990 年代中期採用這項技術。
即使是俄國晶片製造商,如 Angstrem 和 Mikron 也不再使用 350nm 製程,主要是使用 250nm 至 90nm 之間的製程,而且目前主要透過走私購買 ASML 的 PAS 5500 系列曝光設備。目前看來,ZNTC 新系統只能適用本土生產商的非關鍵層製程,或者作為車用電子、電源管理 IC 甚至是軍事應用等成熟製程領域。
不過,ZNTC 目前正在研發一款支援 130nm 級製程技術的新機型,預計 2026 年完成開發。這款設備是俄羅斯政府長期技術發展計劃的一部分,目標 2025 年底達成 90nm 製程、2027 年進入 28nm,並在 2030 年實現 14nm 製程。
(首圖來源:ZNTC)