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 6 g) f" L: l- b r. _4 }) H
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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。
5 d1 v8 V& D0 |$ b/ G0 q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。6 n, O' m/ d; `! S7 }6 H, |
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 R( u+ W$ {: L. z8 r! h1. 表面清洗" N& e) }4 ]/ f! `( b+ w& @5 B |6 B
2. 预处理
, T0 G5 h1 I/ G3. 甩胶2 V3 l6 r X/ e; ^% r% R5 |
4. 曝光7 r& P" b8 U/ A6 r& T0 ^* W6 w
5. develop(显影?)
9 E& ?! Q; O1 q! j6 W; M6. 刻蚀/离子注入9 V% u6 o9 r4 g% B! B: }, |
7. 去胶( j5 R Q7 Y. W2 J) R
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:3 Q% \ F& P% I4 p9 E4 {1 m
! L' W7 k" e# b4 X: T9 R
对于光刻机,公式演变为:% D+ ?) W5 r$ H
7 ?* q& G, t9 F! E# m% _
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:/ [4 a4 A+ X ?+ x+ {6 A
1. 436 nm (水银灯"g-line")
1 U4 ]7 @ T! G. n5 w' R2. 405 nm (水银灯"h-line") : x3 A4 T6 h, i8 f
3. 365 nm (水银灯"i-line")
2 K7 r8 G5 h: l, V* V1 R4. 248 nm (KrF激光)0 K, h2 [2 \ s4 z
5. 193 nm (ArF激光)7 ]5 _% s$ o- d& {
6. 13.5 nm (EUV激光)
0 O* q: o* m$ N" d, K) 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。
1 Q& ^7 y) p" y* 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:3 Q6 }; S) m" S' N1 ?8 j- K
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 x X1 s, L: Z# q" L9 t0 L9 e' b2. 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。
( u7 N9 Z' f- z0 Q' ]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 H; U9 c1 L3 D% P3 _/ }! q" \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。6 `4 M% v' w; @
" b% o6 }1 X [/ 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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