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
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! S X$ T7 K+ H. e5 R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。4 l( j k8 J" ?# H5 Q2 _9 L2 u0 ?
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。
" k: Z3 r+ J' \( D+ O, B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: c; C, y I8 ]6 M( C. O
1. 表面清洗
% q+ c8 r" S A! D# }1 |, h2. 预处理% ~1 v2 S* m) I) q* M5 y$ q
3. 甩胶
, c8 i" c- a0 V8 e+ p$ [, Z4. 曝光
2 z9 q8 }; w4 v6 Y7 F6 C5. develop(显影?)8 v# w1 ~, S* u4 l( z8 e
6. 刻蚀/离子注入. t) M4 G; ~' X" H) K, ]7 h
7. 去胶7 q' v7 H% q9 `% v' }7 j7 o2 |5 K
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:
! D2 J4 j) j3 ?& | 2 R N8 n& o( z% i" [1 `
对于光刻机,公式演变为:, d- X$ ~( u; y5 ~. j. y

3 N# Z0 r. C# J# q5 U' I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:3 r. t* {+ W1 d6 [3 f3 D! `
1. 436 nm (水银灯"g-line") |0 l r" X4 f. ^- X9 r4 ~( g
2. 405 nm (水银灯"h-line")
1 l9 a$ Y3 J. E/ K7 j3. 365 nm (水银灯"i-line"). A; J! @' u7 j! t
4. 248 nm (KrF激光)
+ A' y4 Y: v$ _5. 193 nm (ArF激光)
- s$ V; x7 {% w* s) _6. 13.5 nm (EUV激光)% y( d, w1 O& h6 ~- F s# W2 B
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。
, _0 t: p6 S! X! |5 s8 W- V& k9 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:4 [. ]' T, ^8 j
1. 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。
3 y' L W& U; R+ e+ t; C( w2. 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。
% J6 V: h: x/ L h3. 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。1 D+ v/ ?! k c( j$ 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。
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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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