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 , k @. n4 \# n% O m5 \! G1 E% w1 e
4 U1 q! L9 R9 w" b# V/ |+ h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。0 w) a% V9 [) f. z3 C- v- V
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。% i% U& ]4 j+ b+ z. u/ X/ V
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:
- d0 l3 b3 [9 r, }1. 表面清洗) i- S" L' `% ?: n
2. 预处理
" S0 R1 U0 A1 I7 c) E; L1 M0 B3. 甩胶
# y- R7 j/ Z( y% o* P" p6 B4. 曝光
. ` p4 j8 Z: K! O7 M# D5. develop(显影?)0 B" s5 \' p$ \, c* I/ ?1 I3 m
6. 刻蚀/离子注入
- [' d( q9 N5 m% U7. 去胶9 D0 S( B. L& ~. I6 A$ I
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:$ l1 s9 o d0 V. l' F
" f: J. R# h7 a
对于光刻机,公式演变为:
. Q, \ L7 \5 n( K5 ~ # I9 i/ g6 ?; u
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 Z: V- N3 a1 e0 u: L$ ?9 P, M6 _4 t1. 436 nm (水银灯"g-line") - F3 a" z# P' ^3 y- i
2. 405 nm (水银灯"h-line")
. j; h8 j. t3 X& W3. 365 nm (水银灯"i-line")0 G" b# I- i. s, v& N
4. 248 nm (KrF激光)
( Y& K; ]' b* C% p/ o( M, g% N. Y( W9 V5. 193 nm (ArF激光)+ `; W* n) k+ g+ W& i* P* q
6. 13.5 nm (EUV激光)
) v/ ?" `+ i, W# S4 e' N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。
( _* m& w5 {; |: A7 u9 E. u0 s& ~9 R+ G5 Z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:
6 h& _" G1 {" D/ x$ K1. 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。 u# J4 K3 l) a& `! c
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。6 y" n# t6 l5 |5 l
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。( g; g, q. w/ F2 b6 |; Q4 f& @ i
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/ S: [2 M. y q4 U1 `, L
7 T, R0 ^; d; }& c" a1 f4 I
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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