這一小節是依據 3.1 節對浸潤式微影技術生命史歷程分析,進而整理為一 創新網路變化,整理出表 7 與圖 6。表 7 表示各階段由網路結構的驅動,以及靜態 分析必要超越點的結果,而圖 6 所表示為動態的創新網路成型階段。
表 7 浸潤式微影技術創新網路(innovation network) 的階段分析
時期 創新網路 必要超越點 特徵 結果
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圖 6 浸潤式微影技術動態創新網路的示意
圖 6 中三個檢驗點代表的是三個創新網路發展的主要階段,初期元件圖案的 曝光成功,以及浸潤式覆罩設計是首要的必要超越點要件,中期隨網路擴大,生產 者網路與供應商網路加入,必須有生產的再現性,接下來客戶網路的要求在成本與 可靠度上作為必要超越點,此 三階段各有其必要超越點的條件。
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四、次世代微影技術 (Next Generation Lithography)
次世代微影技術(Next Generation Lithography)是在半導體技術藍圖報告(ITRS , International Technology Roadmap for Semiconductors)中使用來進行下一世代微影技 術發展預測的一個名詞。從過去二十年間的藍圖報告中,可以發現許多微影技術在 開發過程階段都曾被羅列於其中,但不是每一種技術最終都能成為主流技術。每一 種技術成熟的階段與被採用的原因也不盡相同,前一章所提到的 157 奈米微影技術 就是沒被採用的最佳例子(但就投入的開發資源來說,卻是最悲慘的例子)。
透過文獻回顧微影技術的歷程,可得知 1980 年後幾乎都是依循著光學微影的 光源波長不斷遞減而達致微影技術實現為主要的路數,再加上其他漸進式的創新,
於是乎在微影技術的網路結構中,生產者,設備供應,技術開發等等都具有其結構 性(architectural) 知識存在。如同第四章所述,193 奈米浸潤式微影設備替代 157 奈 米的曝光機發展31,隨後在半導體技術藍圖報告(ITRS ,International Technology Roadmap for Semiconductors)322009 年版的報告中,再指出 32 奈米與 22 奈米節點 將由 193 奈米浸潤式設備加上雙重圖案曝光技術(double patterning)來進行(ITRS,
2009)。
另一方面, 22 奈米以下的元件製造,基於光學波長所帶來的像差以及光罩成 本的走高,有必要再透過繼續 193 奈米浸潤式微影技術的下一世代微影技術而完成。
當光學式微影已經接近物理極限的瓶頸時(Fay, 2002; Ronse,2006; Wong,2001;
Lin,2007),三項技術被認為是最有可能的次世代微影技術 是紫外光微影技術 (EUVL ,Extreme-Ultra-Violate Lithography),多重電子束微影技術,以及奈米壓印 (NIL,Nanoimprint Lithography)微影技術(ITRS ,2009)。
31此一替代發生在 2000 到 2006 年之間,157 奈米曝光機發展在 2003 後已完全停止。
32 http://www.sia-online.org/及 http://www.itrs.net/
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奈米壓印技術事實上就是非常小的印章,透過模具設計為成型的圖案,選擇適 當材料作為底材而進行壓印成型,這項技術開始於 S. Y. Chou 等人的研究( Chou et.
al.,1996),經過十多年的發展,在許多領域的先進研究中都有深遠的影響,但在 半導體生產上,迄今尚未成為以生產為主的微影技術。本研究選擇前二者的發展作 為預測的標的。
毫無疑問,次世代微影技術必須在完整的創新網路結構中滿足技術成熟(在專 家意見的技術藍圖中所預測的技術關鍵,包括 2.1 所提到的解析度、疊對能力、產 出率)及生產成本以及其他必要超越點才能被採用,比如供應商網路結構是否已開 發,將會影響到初期被採用的意願。