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 3 b5 ]& M! \& `
( N2 M9 U& k) H, u/ t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。
, s1 `, t: U( |$ M$ y c( S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。
4 J% i% p% w" w& n- c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:# \. x/ K. k! c+ e9 R
1. 表面清洗
# q" J: N! j: Q3 |$ t4 [. C6 Q2. 预处理
# ~" y4 s) y! f9 w8 x3. 甩胶) f, G4 `* s( F% S* E
4. 曝光
2 D& N6 r7 W( l* k% D4 D5. develop(显影?)
" W. R/ A/ g! x8 v$ N' l6. 刻蚀/离子注入; t. `) ^* o5 I0 y& q! P8 x2 p1 }
7. 去胶, i- r6 _$ i' w
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:: h: L" j# M. d r2 U0 x) z e

( O. A$ q3 t: k对于光刻机,公式演变为:+ _1 W+ u$ b4 r1 q- e) ?

8 a/ A$ G" s+ r" T0 b3 |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 V0 x& q) n% h7 J5 H* I8 y1. 436 nm (水银灯"g-line")
+ i+ o* H$ u9 Q. [0 n, Z5 e2. 405 nm (水银灯"h-line")
9 K1 z0 y+ J3 `/ p Q/ Q; |0 c o3. 365 nm (水银灯"i-line")
* f1 c1 K* V+ [+ A8 E) U# X+ z4. 248 nm (KrF激光)
1 j5 M, F1 O5 z5 J# V4 P# a5. 193 nm (ArF激光)$ E8 M; [: I6 G% }; _
6. 13.5 nm (EUV激光)
2 d S- d" P6 p; ]( A+ P5 h, F( p2 R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。, x, L5 X5 F9 A: 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:' z' P6 I/ j- x
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。& s0 R0 S( W; E' \4 m; K+ l+ \+ 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。 G2 |0 J4 U+ G3 ~& U
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。
) u: Y# D( H) x4 E! L# v4. 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。
9 G# @5 ?' j6 m
6 m9 K" ~5 |6 N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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