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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' g G) x4 C/ A' s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。$ z+ q4 l p+ W n M8 ~
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。
9 g. J( ]9 q' S# s% I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:
8 j% h w I+ d7 w* d1. 表面清洗- X O: K6 o6 {9 A" c1 W
2. 预处理' d. X! D6 @* o; p) O u6 M# c
3. 甩胶0 p& n9 F6 o I
4. 曝光5 \. B+ n6 C. j9 z/ G* ?( B9 o
5. develop(显影?)
+ I. T$ C) R; q, G, m& H9 Q6. 刻蚀/离子注入/ `. ?( |8 z) P; Y5 w
7. 去胶
: m- m; a- Y/ s g' @9 J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:
+ `* [5 r) O' P, B; k( r1 D % P6 m8 }9 D4 r( ]; s0 W, G1 h
对于光刻机,公式演变为:
. ~* b; B8 T; t, N
) T) [6 S* O5 z# E' Z+ w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:" p: q$ H+ R; K5 S* v; }, `% o" }
1. 436 nm (水银灯"g-line") ' [. c5 {( @8 I$ I& l% m* @) y* w
2. 405 nm (水银灯"h-line") 1 p+ N2 G1 ^) m! D! t" W6 f5 X4 Q) c
3. 365 nm (水银灯"i-line")
7 Y x% g* f# m0 s4. 248 nm (KrF激光)
6 f- J# I5 v2 o1 ~5. 193 nm (ArF激光)5 ~9 o7 `5 E9 \( E" z7 ?
6. 13.5 nm (EUV激光)
8 E& L+ B3 q1 J$ z8 a8 o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。- H8 I4 m! j i: S+ g8 A( x
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:
; e0 \6 U9 l9 v2 ]# J k$ V @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。
7 c" v) Q1 w1 o* q" Q2. 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。) f6 M$ o( j, w; ^3 @, m4 r
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。
/ I7 [3 @- I0 J4 u/ r1 T/ J7 j4. 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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1 f: s/ v5 _$ S" @" w' A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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