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 ! `( ^; f; c6 I/ }6 t1 k3 q
' x/ U1 r- p9 U3 ?1 s5 T' R* Q1 ^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。
: `- a! j5 ]; \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。' w5 n/ A( ~: f5 p- @* e9 ?1 {
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:; L4 K( M: c) `6 A% D
1. 表面清洗
Y& T4 G( t, v. J5 b3 z8 Y2. 预处理- p& Z& k6 T% @: r. T- `. B+ `! M
3. 甩胶; \% q: @8 ^& S) v& U x
4. 曝光 B: j* Z9 k6 z" c0 a$ X
5. develop(显影?)0 g( k" ]8 M9 p, a
6. 刻蚀/离子注入
" O0 f7 ]& j; w' x/ Z; m1 o6 o7. 去胶
6 d7 ]' l: b, i( g- L, d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:
7 x5 b1 ^9 m, t0 L" {8 |8 W$ i. R5 |, S7 N
对于光刻机,公式演变为:. e' T V2 a& R6 `( m
* O: D( n& C7 J5 R
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:
9 n6 I: `" |9 y! l$ P0 Y7 o1. 436 nm (水银灯"g-line")
( Z; \) x: `5 B# S. s2. 405 nm (水银灯"h-line") . f0 P, G1 r4 ^- Y$ T* Y
3. 365 nm (水银灯"i-line")
% J P+ @$ y. v& ?: E6 A H! p4. 248 nm (KrF激光)& d: ^. ~5 i; x0 i" b) D6 [2 m
5. 193 nm (ArF激光)2 ~0 g" N/ Y6 H+ M( L: L
6. 13.5 nm (EUV激光)
, {; ] n7 W' u2 [: s5 Z+ D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。. Y6 p" V [! X4 h, |$ E
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:
. U0 I$ M5 n( L- z1. 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。7 A1 S6 M. i% d" G! G9 j0 W$ a7 F5 P
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。0 j% P* c( W, z8 T' T5 n. X# 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。- r- E% S. j3 y/ F7 Y, ]5 t
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。
! k: @# \3 M A! [) A+ W
5 O" V) C# ]" r: G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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