杀手锏|点燃5nm制程之战光刻机巨头推出光检测杀手锏，产能有望提升六倍( 三 ) 台积电|英特尔

与单光束工具相比，多光束掩膜写入器使用成千上万个细小束，可以以更快的速度对高级掩膜进行图案化或写入，也能写入更复杂的掩膜图案。IMS多光束工具平均12个小时可以完成掩膜写入工作。
所以，ASML、NuFlare、KLA-Tencor以及被英特尔收购的IMS Nanofabrication等公司多年来都在研发「多光束检测」。但由于制造复杂，出货量非常小。且多光束一直存在光束之间互相干扰的问题。

文章插图

IMS Nanofabrication的多光束工具
阿斯麦推出的HMI eScan1000独创性在于是第一个具有9束3×3配置的完整多光束系统，能够同时产生、控制九道电子束，将产能提升了600%。
新的MBI系统还包括一个电子光学系统，该系统能够创建和控制多个一次电子小束，然后收集和处理所产生的二次电子束，将电子束对电子束的串扰限制在2％以下，并提供一致的成像质量。它还具有一个高速平台以提高系统的整体吞吐量，并具有一个高速计算架构来实时处理来自多个子束的数据流。
三
多光束检测点燃5nm之战
从实际意义来看，HMI eScan1000可以推动5nm及更高制程的晶圆检测进程。
在半导体工艺竞赛愈演愈烈的情况下，5nm已经成为各晶圆厂商争夺的下一个占地，目前玩家包括台积电、三星和英特尔。
其中台积电进展最迅速，已经拿下了苹果和华为两个大客户的旗舰手机芯片订单，下半年开启量产，2020年营收占比预计会超过10%。
三星的5nm制程也提上了进度，目前正加速韩国华城5nm生产工厂V1的建设，预计6月底前完成生产线建设，今年年底前实现量产。据外媒传言，三星也正与谷歌正合作开发采用三星5nm LPE工艺的定制Exynos芯片组，将搭载于谷歌的Pixel智能手机、Chrome OS设备甚至数据中心服务器中。
之前在制程之战中淡出许久的英特尔也蓄势待发，宣布要进军5nm制程。但并未透露更多具体的时间和信息，仅表示目前工艺研发进程可观，若一切正常，将在2023年正式推出。
5nm之战与其他节点最大的不同在于，这将是一场涉及代工厂、设备厂和材料厂等全产业链战局的大爆发。
从工艺上说。5nm是摩尔定律的一个转折点，它用finFET晶体管结构，与本质上是2D的传统平面晶体管不同，与以往的2D结构晶体管相比，FinFET工艺的特点在于，它将闸门设计成了像鱼鳍般的3D结构，把以往水平的芯片内部结构变垂直，把晶体厚度变薄。不仅能很好地接通和断开电路两侧的电流，大大降低了芯片漏电率高的问题，还大幅地缩短了晶体管之间的闸长。
同时，5nm的晶体管集成度和精细化程度比以往都更高，这导致器件关键缺陷部位尺寸变小，结构复杂，与工艺提高相对应的是检测设备要求的提高。
低于10nm的掩模节点的极其复杂的掩膜图案
目前，HMI eScan1000多光束检测设备已经进入客户验证阶段。虽然尚未透露客户是谁，但从市场情况猜测，很有可能是台积电，因为台积电是离量产最近的企业。
如果是台积电，那么这台多光束光刻机的出现将会大大提升台积电5nm产品良率，在5nm制程之战中又做实了晶圆制造龙头的地位。
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【杀手锏|点燃5nm制程之战光刻机巨头推出光检测杀手锏，产能有望提升六倍】_原题为：《点燃5nm制程之战：光刻机巨头推出光检测杀手锏，产能有望提升六倍》