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au cours des deux derniers jours, de nombreux internautes ont discuté de l'actualité de la nouvelle machine de lithographie nationale au fluorure d'argon révélée par le ministère de l'industrie et des technologies de l'information. pendant un certain temps, toutes sortes de commentaires sur la percée de la machine de lithographie nationale ont volé partout. le ciel. certaines personnes ont même vu "l'ensemble de machine de lithographie" gravure ≤ 8 nm" c'est ridicule de penser qu'il s'agit d'une machine de lithographie en 8 nm.

en fait, dès le 20 juin, le ministère de l'industrie et des technologies de l'information a publié le « catalogue d'orientation pour la promotion et l'application du premier (ensemble) d'équipements techniques majeurs (édition 2024) ». , une machine de lithographie au fluorure de krypton et une machine de lithographie au fluorure d'argon ont été annoncées. puis, le 9 septembre, le ministère de l'industrie et des technologies de l'information a réédité l'avis :

la machine de lithographie au fluorure de krypton est en fait une machine de lithographie au fluorure d'argon à l'ancienne avec une source de lumière de 248 nm, avec une résolution de ≤ 110 nm et une précision de superposition de ≤ 25 nm ; également connue sous le nom de machine de lithographie duv), mais celle décrite est toujours une machine de lithographie duv à sec, et non une machine de lithographie duv à immersion plus avancée (également connue sous le nom de machine de lithographie arfi).

à en juger par les paramètres officiellement divulgués, la résolution de la machine de lithographie duv est ≤65 nm et la précision de superposition est ≤8 nm. bien qu'elle ait été améliorée par rapport à la précédente machine de lithographie ssa600 de shanghai microelectronics (la résolution est de 90 nm), elle n'est toujours pas au point de pouvoir produire des puces de 28 nm, encore moins au point de fabriquer des puces de 8 nm et 7 nm. de nombreux internautes confondent directement la précision de la superposition avec le niveau du nœud du processus de fabrication de photolithographie.

la précision de la photolithographie dépend principalement de la résolution de la machine de photolithographie. si la résolution est de 65 nm, alors le nœud de processus pouvant être atteint en une seule exposition est probablement d'environ 65 nm.

la précision de superposition fait référence à la précision de l'alignement entre chaque couche de photolithographie. comme nous le savons tous, le processus de fabrication des puces consiste en fait à réaliser et à empiler plusieurs couches de motifs de photolithographie une par une. une fois la photolithographie d'une couche de motif terminée, la photolithographie de la couche suivante de motif doit être poursuivie par-dessus et les deux couches doivent être alignées avec précision. la précision de cet alignement est la précision de la superposition et ne fait pas référence. à la puce qui peut être fabriquée.

alors, combien de processus nanométriques peuvent être réalisés avec cette résolution de photolithographie de 65 nm et une précision de superposition de ≤8 nm ? quel niveau de machine de lithographie est-il équivalent à l'asml actuel ? vous pouvez comparer les paramètres de la machine de lithographie asml ci-dessous :

le twinscan xt : 1460k expédié par asml au deuxième trimestre 2015 a une résolution de photolithographie ≤65 nm, mais la précision de superposition est plus élevée (<5 nm). bien que la résolution de cette machine de lithographie domestique duv soit également ≤ 65 nm et qu'elle puisse produire un processus de 65 nm ou des puces encore plus avancées, l'erreur de précision de superposition de cette machine de lithographie domestique est plus grande, ce qui entraînera également un niveau de rendement relativement faible. ce sera plus bas.

en d’autres termes, les performances de cette machine de lithographie domestique duv sont encore inférieures à celles de la machine de lithographie xt:1460k livrée par asml il y a neuf ans. si vous regardez plus loin, en fait, la résolution de la machine de lithographie sèche duv xt:1450 lancée par asml en 2006 a atteint 57 nm et la précision de superposition est de 7 nm. l'écart technologique réel entre les performances de cette machine de lithographie domestique duv et asml est de plus de 18 ans.

bien que la résolution lithographique de 65 nm utilise plusieurs expositions, il est possible d'obtenir des nœuds de processus plus avancés, mais elle sera limitée par l'amplification de la superposition d'erreurs provoquée par la précision de la superposition.

selon un expert interne d'un grand fabricant de lithographie, une machine de lithographie arf de résolution 65 nm, couplée à un bon algorithme opc (correction optique de proximité), peut être avancée vers le processus 55 nm.

"la fenêtre de contrôle de la superposition (précision de la superposition) pour une seule exposition est de 1/4 à 1/5 de la largeur de ligne, donc une puce avec une largeur de ligne de 55 nm nécessite la fabrication d'une superposition d'au moins 11 nm. bien que la précision de superposition de la machine de lithographie est ≤8 nm, mais ce n'est que la norme d'usine. divers processus dans le processus de traitement des plaquettes eux-mêmes entraîneront des erreurs, et la superposition de l'ensemble de la fabrication de la puce sera inférieure à la norme d'usine, donc la précision de superposition de 8 nm est en fait le produit peut mesurer environ 11 à 12 nm, donc une seule exposition ne peut atteindre que le niveau de 55 à 65 nm.

"si plusieurs expositions sont utilisées, comme une double exposition, la superposition requise sera réduite de moitié. par conséquent, le niveau d'exposition unique existant de 55 nm, si une double exposition doit être effectuée, alors au moins une superposition de 55÷5÷2 = 5,5 nm est requis. la superposition à quadruple exposition doit être réduite de moitié, ce qui nécessite une superposition de 2,75 nm. par conséquent, il n'y a aucun moyen de faire des expositions multiples avec une superposition de 8 nm », a expliqué l'expert en technologie de lithographie à xinzhixun.

donc, en résumé, si vous souhaitez réaliser plusieurs expositions, la précision de la superposition doit être suffisamment élevée. en d’autres termes, l’erreur de superposition doit être suffisamment faible.

par exemple, la première production de masse du processus 28 nm de l'industrie a été essentiellement réalisée à l'aide de l'asml nxt avancé : 1970 (duv à immersion). la résolution de la machine de photolithographie a atteint une valeur supérieure à ≤ 38 nm et la précision de superposition a également atteint < 3,5 nm.

étant donné que la production en série du processus national 28 nm est relativement tardive, l'asml nxt: 1980, plus avancé, a été utilisé pour la production en série du 28 nm. bien que la résolution soit encore ≤ 38 nm, la précision de superposition a en outre atteint <2,5 nm, ce qui est également cela. permet aux fabricants de plaquettes d'effectuer plusieurs expositions via ce modèle, permettant ainsi la fabrication du processus 7 nm. par exemple, le processus 7 nm de première génération de tsmc a été réalisé à l'aide d'asml nxt:1980 via plusieurs expositions. bien entendu, les expositions multiples augmenteront considérablement les coûts.

c'est pourquoi les états-unis et les pays-bas ont initialement limité l'exportation de machines de lithographie vers la chine aux nxt : 1980 et supérieurs, puis ont introduit les nxt : 1970 et nxt : 1980, qui utilisent des expositions multiples pour obtenir des capacités de processus avancées, pour exporter des machines de lithographie. vers le continent. les exportations d’usines de fabrication de plaquettes dotées de capacités de traitement avancées sont limitées.

en résumé, la machine de lithographie domestique duv de résolution 65 nm exposée cette fois ne devrait être qu'une version améliorée de la précédente machine de lithographie domestique de résolution 90 nm. elle ne peut être utilisée que pour les besoins de fabrication de puces de processus matures de 55 à 65 nm. loin de répondre aux exigences de fabrication de puces de procédé 28 nm que tout le monde attend. bien sûr, par rapport à la précédente machine de lithographie domestique la plus avancée avec une résolution de 90 nm, la nouvelle machine de lithographie domestique d'une résolution de 65 nm a au moins fait quelques progrès. cependant, nous devons toujours être clairement conscients de l’écart qui nous sépare des niveaux avancés étrangers et ne pouvons pas être aveuglément optimistes.

pour les fabricants nationaux de machines de lithographie, de nombreux problèmes techniques doivent encore être résolus lors du passage du duv sec au duv par immersion. il faut savoir que vers les années 2010, asml s'est appuyée sur les machines de lithographie par immersion duv (la première machine de lithographie par immersion duv produite en série xt : 1700i a été lancée en 2006) pour vaincre canon et nikon, les deux géants des machines de lithographie de l'époque. a établi sa domination.

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