舉世關注:林本堅要點什麼菜!


圖說:20奈米曝光技術面臨瓶頸,兩大技術陣營端出的解決方案,到底台積電資深處長林本堅(Dr. Burn Lin)會點什麼菜?

■文:王麗娟 Janet Wang
■圖:李慧臻 Jane Lee

45奈米,技術突破的關鍵人物,台積電資深處長林本堅(Dr. Burn Lin)這回會怎麼面對20奈米的挑戰?

2010 Semicon Taiwan開展前,台積電資深處長林本堅談到,未來20奈米世代的半導體製程,於曝光技術,所面臨的嚴峻挑戰。他在談話中,多次強調 “Cost” 這個字,技術追求前瞻之外,成本,是他最大的考量。

林本堅說,半導體製程進入20奈米世代之後,曝光機台沒有辦法解析精微的圖像,因此衍生很多商機。一個辦法是,用著現成的曝光設備,透過拆解成兩個、或三個光罩,把高解析度做出來。這個作法的邏輯很簡單,但很貴,價錢會高到2-3倍,大家買不起。

回顧45奈米世代的難題出現時,林本堅於2002年就想出了解法。他在2002年一場國際技術研討會上發表「以水為透鏡,在晶圓與光源間注入純水」的理論,驚豔全球。隨後微影設備廠ASML於2004年依照林本堅的理論開發出設備,台積電(TSMC)於2007年9月,45奈米製程正式量產,這項技術的突破,正是關鍵!這類機台被賦予的名字:浸潤式微影設備,其發明者,正是林本堅。

目前針對曝光設備面臨20奈米世代的瓶頸,有二大技術流派出現。一派是「極紫外光」(EUV)技術,另一派則轉彎走不同的路,強調不用光罩的「無光罩多重電子束」(Multiple ebeam maskless system)技術。

林本堅表示,這兩派技術面臨共同的考驗在於,製造能力與成本優勢。做得出來還不夠,還要能夠以夠經濟的成本,做出來。

分析兩大技術陣營,所衍生的商機。林本堅說,相較之下,「極紫外光」(EUV)陣營可以參加的供應商比較多。包括:微影設備、光源、光阻劑,平坦度及偵錯設備等。他指出,微影設備一台造價起碼要七、八千萬美元,目前EUV陣營的研發經費已經高達10幾億歐元。在光源方面,極紫外光的學問很大,投入了許多高能量物理的專家,一個燈泡,就要幾千萬美元。

不同的光源,也要不同的光阻劑,所以,過去一加侖幾千美元的光阻劑,為了搭配EUV光源,特別開發的EUV光阻劑,可能要上萬美元。林本堅說,光阻劑價格會變成這麼高,除了材料成本外,最主要是他們在研發階段就已經要買造價 七、八千萬美元的微影設備來做研發,所以,把研發成本一攤提,這EUV光阻劑的造價就墊高了。

另一個商機,林本堅說,在20奈米世代,光罩的平坦度,要比現在更平坦10倍以上,所以,平坦化機台也有機會。最後,採用EUV光源進行檢查與修理,這也給檢測設備帶來了商機。

相較於EUV技術陣營,強調不用光罩的「無光罩多重電子束」技術這一派,沒有光罩,光阻劑開發也不必先買昂貴的微影設備,給設備與材料商帶來的商機,似乎比較少。

但這派技術又衍生另外一個商機,林本堅認為,這是電腦做得很好的台灣,很大的優勢所在。他表示,上萬的電子束,產生巨量的資料,需要精確掌控資料的傳遞。林本堅說,這個工作不得了,原本一台PC所做的事,要乘上幾萬倍。

比較起來,「無光罩多重電子束」技術如果真正能夠量產,似乎比較合乎成本效益。過去,為了延續摩爾定律,半導體產業逐漸發展出了許多昂貴的技術手法。未來,如果能夠以摩爾定律的元件,自己延續摩爾定律,當「下一代 (技術) 變得貴一點,但電子又便宜一點,這個比較有希望」,林本堅說。

從林本堅腦中想出解法,到台積電製程真正上線,45奈米世代,費時 5 年。這一回,20奈米的難關,會怎麼突破?大家都在看,太空梭與直昇機,林本堅「會點什麼菜」?




《哇-People!》林本堅小檔案:

* 越南,華人村長大,家境優渥
* 母親送的相機,開啟對「光」的好奇
* 拍照技術一流,替女友拍照,締結良緣
* 高三到台灣,就讀新竹中學
* 台大電機系畢
* 美國俄亥俄州立大學博士(雷射研究)
* IBM任職20多年,2000年被台積電延攬
* 2002年發明浸潤式微影技術,名聞全球
* 2004年獲台積電董事長張忠謀頒獎表揚傑出貢獻
* 虔誠基督徒,想讀神學院