TA的每日心情 | 开心 2023-2-8 04:51 |
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本帖最后由 moletronic 于 2024-9-14 23:39 编辑 $ N$ }* T9 ^8 x/ k8 c( k
5 k- E# p4 w, p3 j9 n5 ^ ^被老财迷点名了,又看到“28nm光刻机”这种让俺不爽的说法,俺就来稍微说几句。
# R/ J3 ^: Q) M5 S$ V$ F8 U$ @光刻机是个很复杂的体系。大约30年前吧,俺第一次看到光刻机,那时洋名叫Aligner,后来又有Stepper,Scanner。但这些是根据样品台的运动模式命名的,俺个人以为也不算是很好的命名方式。 T+ ^, w+ E p3 H9 O7 w3 f
还是回到光刻机本身吧。顾名思义,光刻机就是在半导体生产中进行光刻的机器。现代的半导体工艺非常复杂,往往包含几十个跟光刻相关的子工序。每个子工序一般又会有以下几个步骤:: ^7 b5 w+ N# k1 n* |% _
1. 表面清洗, s" ^1 I0 \# T- k0 q4 t1 y- @
2. 预处理8 ~% ^) p' k7 `# q: z
3. 甩胶
" |$ h6 S" p% s9 @4. 曝光3 v X9 I; Y/ \
5. develop(显影?)# i2 w! i7 A) O8 }# l, u$ W9 N
6. 刻蚀/离子注入
/ `/ A) y8 X! [$ ?2 K7. 去胶
5 {1 ]+ ~% l5 E. U2 a光刻机就是进行第四步的。半导体工业有XXnm节点,这个XXnm,在早期基本就是光刻机的分辨率决定的。光刻机是光学系统,而Ernst Abbe在1873年就给出了公式:
" \' k2 e; p! z& A7 _" F6 ~' r- C
) J$ F# T& a; A" e4 g [# N# Y& T对于光刻机,公式演变为:+ K' G, }5 _: K+ d/ N) t/ p

; F' x, C8 [6 v" F: ^ k这里面CD是最小尺寸,lamda是光波长,NA是数值孔径,K1是整个光刻系统的系数。如果想降低d,要么减小波长,K1,要么增大数值孔径。下面是用过的波长:& c1 F9 e+ Y7 W4 r. ?
1. 436 nm (水银灯"g-line")
/ s1 D! Q5 t+ I( Y4 v' m2. 405 nm (水银灯"h-line")
|0 T5 X6 R: Q# D8 y; u3. 365 nm (水银灯"i-line")
( W8 s. W% W* j! |# v4. 248 nm (KrF激光)
& M- w9 V @+ g5. 193 nm (ArF激光): q4 ~9 D5 F. A8 D! G
6. 13.5 nm (EUV激光)$ q0 i9 R$ \! B2 b: i2 k
工信部说的那两台机器应该就是用的248nm和193nm。早几年浦东拿出来吹牛的“90nm光刻机”就是用的193nm,现在变成65nm,估计是K1和NA优化了。在俺看来这个“90nm光刻机”和“65nm光刻机”是一个东西,区别估计是Camry LE和SE的区别吧。193nm可以一直用到7nm节点,台积当初就做到了。三星水平差一些,有两层上了EUV。牙膏厂的10nm(对应台积7nm)就是不想用EUV所以卡了6年搞不出来。) `: ?$ |8 `4 z' W) b5 W
按照公式193nm对应的极限是90nm,但还能继续是因为有一些别的技术:
" _ u2 Q Q: ?* w2 e' D" b1. 林本坚提出的浸水。就是在物镜和硅片间加水。这样折射率从空气的1变成水的1.44,相当于数值孔径变大1.44倍。
4 v, O+ p7 o4 t8 y% w) c2. 光学临近矫正(OPC)。早年的光刻遵循的是几何光学,不考虑衍射,掩膜上的形状和印出来的是一样的。OPC会考虑衍射效果,掩膜上形状和最终印出来的不一样,这样可以做出更小尺寸。+ k) A$ O0 b4 _4 \) N5 I, e2 d' B
3. Double-Patterning。这个翻译为双重曝光其实不好。以前有double-exposure,那个是把前面工序变成1,2,3,4,4,5,6,7. 现在这个double-patterning要更复杂,简单说是1-7,1-7要做两次。这两次之间硅片会动,要回到原位,就有误差,就是那个套刻精度。
0 `- ?) |: R) k' n" u4. FinFet/GAA,这个其实并没有实际减小尺寸,只是让有效尺寸变小了,所以节点数字变小。
( y' L9 V) w3 R- C! Y, h
$ Z# I$ x$ k8 y/ I7 J" a7 L) i+ [- T- @网上谣言说国内的浸水还在测试,希望能尽快成功吧。 |
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