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全新国产DUV光刻机曝光:“套刻≤8nm”是个什么水平?
发布日期:2024-09-17 06:41    点击次数:85

这两天不少网友都在热议工信部败露的新款国产氟化氩光刻机光刻机的音讯,一时候,多样对于国产光刻机大冲破言论满天飞,致使还有东说念主一看到“套刻≤8nm”就觉得这是8nm光刻机,亦然令东说念主啼笑王人非。

其实,早在6月20日,工信部就曾发布了《首台(套)关键技巧装备扩充欺诈指引目次(2024年版)》公示,集成电路分娩勾引一栏当中,就有公示一款氟化氪光刻机和一款氟化氩光刻机。随后在9月9日,工信部又将该奉告重发了一遍:

氟化氪光刻机其实即是旧式的248nm光源的KrF光刻机,分别率为≤110nm,套刻精度≤25nm;氟化氩光刻机则是193nm光源的ArF光刻机(也被成为DUV光刻机),但败露的这款依然是干式的DUV光刻机,而非更先进的浸没式DUV光刻机(也被称为ArFi光刻机)。

从官方败露的参数来看,该DUV光刻机分别率为≤65nm,套刻精度≤8nm。天然比较之前上微的SSA600光刻机有所擢升(分别率为90nm),然而仍并未达到不错分娩28nm芯片的进程,更够不上制造什么8nm、7nm芯片的进程。好多网友径直把套刻精度跟光刻制造制程节点水平给搞混了。

光刻精度主要看的是光刻机的分别率,65nm的分别率,那么单次曝光能够达到的工艺制程节点简略就在65nm足下。

套刻精度则指的是每一层光刻层之间的瞄准精度。无人不晓,芯片的制造进程,现实上是将好多层的光刻图案一层一层的杀青,并堆堆叠而成。一层图案光刻完成后,需要再在上头不竭进行下一层图案的光刻,而两层之间需要精确瞄准,这个瞄准的精度即是套刻精度,并不是指能够制造的芯片的工艺制程节点。

那么,这个65nm的光刻分别率、套刻精度≤8nm能够作念到几许纳米制程呢?又格外于当今ASML什么水平的光刻机呢?不错对比看底下的ASML光刻机的参数:

ASML于2015年二季度出货的TWINSCAN XT:1460K的光刻分别率为≤65nm,然而套刻精度更高(<5nm)。天然这款国产DUV光刻机的分别率亦然≤65nm,都不错作念65nm制程致使更先进一些芯片,然而由于该国产光刻机套刻精度缺陷更大,这也将导致其良率水平可能相对会低一些。

也即是说,该国产DUV光刻机的性能致使要低于ASML九年前就也曾出货的XT:1460K光刻机的水平。如若再往前看,其实ASML 2006年推出的干式DUV光刻机XT:1450的分别率就也曾达到了57nm,套刻精度为7nm。该国产DUV光刻机性能与ASML的技巧现实差距高出18年。

虽说65nm的光刻分别率禁受多重曝光,有可能作念到更先进的工艺节点,然而会受限于套刻精度所带来的缺陷重复放大。

证实某光刻大厂的一位里面大师向芯智讯骄慢,65nm分别率的ArF光刻机,贯串好的OPC(光学附近效应校正)算法,不错鞭策到55nm制程。

“单次曝光的overlay(套刻精度)的胁制窗口是1/4至1/5的线宽,是以55nm线宽的芯片需要至少11nm的overlay才能够制造。天然该光刻机的套刻精度为≤8nm,但这仅仅出厂法子,在晶圆加工进程中的多样工序自身还会带来缺陷,场地所有这个词芯片制造上的overlay会比出厂法子更低,是以8nm的套刻精度现实落在居品上可能就差未几11-12nm了。是以单次曝光最多也就能作念到55-65nm的水平。”

“如若禁受多重曝光,比如双重曝光,那么所需要的overlay就要砍半,是以现存的单次曝光55nm水平,如若要作念双重曝光,那么至少需要55÷5÷2=5.5nm的overlay,四重曝光overlay还要再砍一半,那即是需要2.75nm的overlay。因此,8nm的overlay是莫得见识来作念多重曝光的。”该光刻技巧大师对芯智讯进一步诠释说念。

是以,转头来说,如若要作念多重曝光,那么套刻精度就需要饱胀的高,换句话来说即是套刻的缺陷需要饱胀的小。

比如之前业界最早作念28nm制程量产基本都是用了先进的ASML NXT:1970(浸没式DUV)来作念的,该光刻机的分别率达到了更高的≤38nm,套刻精度也达到了<3.5nm。

由于国产28nm制程量产时候相对较晚,背面都是用了更先进的ASML NXT:1980来作念28nm量产,天然其分别率如故≤38nm,然而套刻精度进一步达到了<2.5nm,这也使晶圆制造商得不错通过该机型进行多重曝光,不错杀青7nm制程的制造。比如台积电的第一代7nm制程,即是禁受ASML NXT:1980经过多重曝光来作念的。天然多重曝光会带来资本大幅擢升。

这亦然为什么好意思国和荷兰一初始把光刻机对华出口适度给卡到了NXT:1980以上,背面又把NXT:1970 和 NXT:1980这两款禁受多重曝光能够杀青先进制程武艺光刻机对大陆具备先进制程武艺的晶圆厂的出口给适度了。

转头来说,此次曝光的65nm分别率的国产DUV光刻机,应该仅仅之前的90nm分别率的国产光刻机的更正版,还只可用于55-65nm的锻真金不怕火制程芯片制造需求,还远够不上天下盼愿的制造28nm制程芯片的条件。天然,比较之前开头进的90nm分别率国产光刻机来说,新的65nm分别率的国产光刻机至少是也曾有了一定的高出。然而,咱们依然需要澄莹的意志到咱们与国际先进水平之间的差距,弗成盲目乐不雅。

对于国产光刻机厂商来说,从干式DUV转向浸没式DUV这一进程如故存在好多技巧繁重需要处理的。要知说念在2010年代前后,ASML即是依靠浸没式DUV光刻机(2006年就推出了首台量产的浸入式DUV光刻机XT:1700i)击败了那时的光刻机两大巨头佳能和尼康,开发了霸主地位。