工信部首次公佈光刻機參數,技術解讀_風聞
陈经-亚洲视觉科技研发总监-1小时前
1. 氟化氪、氟化氬光刻機,這是指光源KrF激光,ArF激光。ArF就是著名的193nm光源,這是所有DUV光刻機的標準光源波長。KrF波長是248nm,也很常用,但關注度低一些。這是首次公佈DUV體系的光刻機參數。
2. 套刻<=8nm,這是對芯片製造技術不熟悉的羣眾容易出現誤解的一個指標,如不少人直覺認為是“可以幹到小於8nm”芯片製程。套刻的英文是overlay,重疊,指的是光罩(掩膜板,mask)成像對準的誤差。芯片製造需要很多道工序,曝光可能要好幾十次,要拿出上張mask,換下一張mask,前後兩張mask最好完全定位對準完全一樣,但做不到會有偏移誤差,小於8nm就是會有一定的誤差。
3. overlay的8nm套刻精度,和7nm芯片這個製程概念完全不是一回事。7nm、28nm、45nm芯片製程,直接定義是“晶體管柵極距離”,可以理解為晶圓上挖很多溝槽,溝的間距是28nm、7nm(實際可能是10nm,立體等效為7nm)這些級別。這和工作台挪動前後兩個mask對準,不是一個難度。如果要做7nm芯片,套刻精度要小於3nm,如2.5nm,ASML的先進DUV光刻機是這個標準。
4. 晶圓直徑300mm最簡單,就是“12英寸”晶圓,還有8英寸的,這兩種最常見,還有6英寸的。
5. 最關鍵的指標是“分辨率<=65nm”,這是指193nm波長在晶圓上成像的分辨率,大約是193nm約三分之一,不是巧合,是有光學公式背景的。這也説明,波長193nm沒有玩花活,乾式DUV光刻機。193nm波長的光,水裏折射後變132nm,分辨率會進步。晶圓上加水的光刻機叫浸潤式,immersion,型號就會是DUVi。乾式可以進步變浸潤式。
6. 這個ArF光刻機能加工的芯片,理論上應該是28nm。65nm分辨率還會用浸潤式、OPC光學補償、多重曝光等技術,能推進到28nm,而且性能提高、性價比特別好。28nm就成為傳統芯片技術節點。
7. 那麼這個最先進國產光刻機有沒有實用量產28nm芯片?只能猜,我猜沒有。因為現在28nm產線是用ASML光刻機,良率高,還沒有被限制。良率很重要,低了芯片加工成本太高受不了。我猜這個光刻機在“良率爬坡”,也可能先試45nm芯片。等良率指標合格了,就可以進產線量產了,應該需要時間。
8. 往下怎麼發展?套刻精度要繼續進步到小於3nm,要加浸潤式。更重要的是操作速度、配套軟件,能不能0.1秒曝光一個芯片,一片晶圓一分鐘光刻完事,慢了產能低。ASML光刻機那麼多型號,就是這些指標不斷進步。這是開發體系,建起來了,要耐心發展。如果三年後能大規模量產28nm芯片我就很開心了,什麼時候能做7nm要觀察。
