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
' y e% T" C* j& K
X$ d7 m2 J) `2 _3 ~) w" e$ u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。
* N5 i$ g, U+ Y' Y+ _6 a f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。 ]& J- ~0 M6 {- D* J6 e( ^
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:9 c+ R1 O# ?4 u9 N3 k, G9 h& g3 _
1. 表面清洗1 B. o* `7 ?) j* U t$ l" b3 J& N, v
2. 预处理
- N+ s& l+ _& P; I- A3 I3. 甩胶* T# p2 T/ V- {3 {
4. 曝光
7 m$ s4 A- G O* z$ x5. develop(显影?)
& k6 f' [( C: @5 n6. 刻蚀/离子注入: ] c# e. x% {' m- p! W
7. 去胶6 `+ r8 J4 L. |% T/ h- }
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:
8 k* R/ s3 r& Z: [. K% k+ i
- R6 q* u) t6 W: f u/ i4 s对于光刻机,公式演变为:
' v- Y) A6 s* ^1 Z+ d( m# @
& J ^, q4 F# @9 L: A- n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:
; t7 A( [. u' E# {( h1. 436 nm (水银灯"g-line") : S' E8 f9 j% a1 C
2. 405 nm (水银灯"h-line")
# v4 |- p# n! Y* Q& T5 k* a9 |3. 365 nm (水银灯"i-line")4 z3 H \5 [ u; Q5 w
4. 248 nm (KrF激光); x' O& l! g! [% O3 _( ~
5. 193 nm (ArF激光)
# t9 Z; P; K4 f8 i. O6. 13.5 nm (EUV激光)
) U( |; i, f8 {9 X5 ?1 X7 [8 a* Y; }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。
5 \7 T0 o; d' d2 q5 I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:
! S8 G+ z1 |9 A" y1. 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。9 @2 ~" C/ ` M6 r4 e+ g! t
2. 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。5 S6 Y, [. H7 `( f' K1 Q9 m
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。2 k8 E+ b3 n5 G: r& [, ?' y% j- n7 U
4. 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。
/ R( n/ }" M- N" ]& |; E6 Q0 Q0 ] Q4 X1 N8 @" Z
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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