在過去的幾年里，200mm設(shè)備在市場(chǎng)上一直供不應(yīng)求，但現(xiàn)在整個(gè)300mm供應(yīng)鏈也出現(xiàn)了問題。傳統(tǒng)上，300毫米設(shè)備的交貨時(shí)間為三到六個(gè)月，而特定系統(tǒng)的交貨時(shí)間更長(zhǎng)。然而，如今，采購(gòu)極紫外(EUV)光刻掃描儀可能需要一年或更長(zhǎng)時(shí)間。沉積、蝕刻和其他系統(tǒng)的交付周期也很長(zhǎng)。

掩模/晶圓問題

如今，許多芯片制造商在全球擁有并經(jīng)營(yíng)著大量200毫米和300毫米晶圓廠。200mm晶圓廠用于制造基于成熟工藝的芯片，范圍在350nm到90nm之間。

當(dāng)今先進(jìn)的晶圓廠是300mm設(shè)施，用于加工7nm和5nm的芯片。這些晶圓廠還在65nm到28nm的成熟節(jié)點(diǎn)制造設(shè)備。

在基本光掩模流程中，IC供應(yīng)商使用各種EDA軟件工具設(shè)計(jì)芯片。然后，芯片設(shè)計(jì)被轉(zhuǎn)換成文件格式，并運(yùn)送給光掩模供應(yīng)商。在光掩模設(shè)施中，使用各種設(shè)備將該文件轉(zhuǎn)換為掩模。

光掩模是IC設(shè)計(jì)的主模板。光掩模一般生產(chǎn)兩種類型的掩模——光學(xué)和 EUV。在工業(yè)中使用多年，光學(xué)導(dǎo)向光掩模由玻璃基板上的不透明鉻層組成。

圖 1：EUV 掩模制造步驟

EUV 短缺

一旦生產(chǎn)出硅晶圓，它們就會(huì)被運(yùn)往芯片制造商，然后由芯片制造商在晶圓廠將這些晶圓加工成芯片。光掩模制造商還將成品掩模運(yùn)送到晶圓廠。

在晶圓廠制造芯片很復(fù)雜。每種芯片類型都遵循不同的工藝流程。一般來說，要制造芯片，第一步是在硅片上沉積一層二氧化硅，然后再沉積一層氮化物。然后將晶圓插入稱為涂布機(jī)/顯影機(jī)的系統(tǒng)中。在該系統(tǒng)中，光刻膠（一種光敏材料）被澆注到晶圓上。晶圓以高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致抗蝕劑覆蓋晶圓。

多年來，芯片制造商使用基于光學(xué)的光刻系統(tǒng)來對(duì)芯片上的特征進(jìn)行圖案化。當(dāng)今先進(jìn)的光學(xué)掃描儀使用193nm波長(zhǎng)來對(duì)芯片上較小的特征進(jìn)行圖案化。

使用多重圖案化，芯片制造商將193nm浸沒式光刻技術(shù)擴(kuò)展到7nm。但在今天的5nm工藝節(jié)點(diǎn)，使用這些技術(shù)太復(fù)雜了。這就是EUV的用武之地，EUV 簡(jiǎn)化了流程，使芯片制造商能夠在7nm及更遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)上對(duì)困難的功能進(jìn)行圖案化。

結(jié)論

沒有跡象表明200毫米和300毫米晶圓廠對(duì)芯片的需求正在放緩。也就是說，動(dòng)態(tài)可能會(huì)在一夜之間發(fā)生變化。

審核編輯 黃宇