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il nostro giornalista li yuyang ha riferito da shanghai

la lunghezza d'onda è 193 nm (nanometri), la risoluzione è ≤ 65 nm e la sovrapposizione è ≤ 8 nm... pochi giorni fa, un documento del ministero dell'industria e dell'informatica ha nuovamente portato all'attenzione del pubblico le macchine litografiche domestiche it è stato anche riferito che le macchine litografiche duv domestiche hanno superato il processo a 8 nm. ultime notizie”.

il 9 settembre, l'account pubblico di wechat "industry wechat news" sotto il ministero dell'industria e della tecnologia dell'informazione ha promosso il documento di avviso emesso dal ministero dell'industria e della tecnologia dell'informazione il 2 settembre sull'emissione del "catalogo di orientamento per la promozione e l'applicazione del primo (insieme) di importanti apparecchiature tecniche (edizione 2024)". la prima voce di "apparecchiature elettroniche speciali" nel documento di notifica è "apparecchiature per la produzione di circuiti integrati", che menziona chiaramente gli indicatori tecnici della litografia con fluoruro di kripton (krf) macchine e macchine per litografia con fluoruro di argon (arf), in particolare macchine per litografia con fluoro, il documento indica che la sua precisione di sovrapposizione è ≤8 nm.

un giornalista di "china business news" ha notato che dopo la pubblicazione del documento si è parlato molto della grande svolta delle macchine litografiche domestiche e alcune persone hanno scambiato "overlay ≤ 8nm" per macchine litografiche da 8 nm. in effetti, la precisione della sovrapposizione si riferisce alla precisione dell'allineamento tra ciascuno strato fotolitografico e la precisione della sovrapposizione di ≤8 nm non significa necessariamente che sia possibile produrre chip con il processo a 8 nm.

"la sovrapposizione della macchina litografica è inferiore a 8 nanometri e la gamma logica corrispondente può anche raggiungere la gamma matura, o anche superiore. ma non aspettatevi che copra la tecnologia del processore utilizzata nei telefoni cellulari. è principalmente mirata a la gamma matura." l'osservatore senior dell'industria dei semiconduttori wang ruchen ha detto ai giornalisti che i documenti del ministero dell'industria e della tecnologia dell'informazione includono non solo macchine per la litografia con fluoruro di argon, ma anche apparecchiature di supporto. si tratta di un piccolo ecosistema. "guardando i nodi del processo, sono tutti concentrarsi sulla gamma matura, in particolare 28 nanometri."

modi per creare chip con larghezze di linea più piccole

va sottolineato che già il 20 giugno il ministero dell'industria e dell'informazione ha pubblicato il "catalogo orientativo per la promozione e l'applicazione del primo (insieme) di importanti attrezzature tecniche (edizione 2024)" nella colonna " attrezzatura per la produzione di circuiti integrati", è presente una macchina per litografia al kripton fluorurato e una macchina per la litografia al fluoruro di argon.

poi, a settembre, il ministero dell'industria e dell'informatica ha emesso un altro documento di notifica, che è stato ufficialmente annunciato al mondo esterno. a seconda delle diverse sorgenti luminose, le macchine litografiche possono essere suddivise in tre tipi: uv (ultravioletto), duv (ultravioletto profondo) e euv (ultravioletto estremo). la macchina per litografia al fluoruro di kripton e la macchina per litografia al fluoruro di argon menzionate nel documento di notifica sono entrambe macchine per litografia duv di quarta generazione.

allo stato attuale, le macchine per litografia hanno attraversato cinque generazioni di sviluppo. man mano che la lunghezza d'onda cambia dai primi 436 nm agli ultimi 13,5 nm, il processo di produzione dei chip ha gradualmente raggiunto i 3 nm, che è vicino al limite.

esistono due fattori chiave per le prestazioni della macchina litografica: uno è la lunghezza d'onda della macchina litografica e l'altro è l'apertura numerica (na) del sistema di lenti dell'obiettivo. secondo il noto criterio della formula di rayleigh, cioè cd=k1*λ/na. cd rappresenta la larghezza della linea, che è la dimensione minima della caratteristica che il chip può raggiungere; λ rappresenta la lunghezza d'onda della sorgente luminosa utilizzata dalla macchina litografica, na si riferisce all'apertura numerica della lente dell'obiettivo della macchina litografica, che è la campo angolare della lente che raccoglie la luce; k1 è un coefficiente, dipende da molti fattori legati al processo di fabbricazione del chip.

secondo questa formula, se si desidera produrre un chip con una larghezza di linea minore, ovvero minore è il valore cd, è possibile utilizzare una sorgente luminosa con lunghezza d'onda più corta, una lente dell'obiettivo con apertura numerica maggiore e ridurre il valore k1.

ad esempio, la macchina per litografia euv del produttore olandese di apparecchiature per semiconduttori asml ha una lunghezza d'onda della sorgente luminosa di soli 13,5 nm. allo stesso tempo, asml migliora costantemente l'apertura della macchina per litografia per la produzione di chip di processo da 7 nm o superiori.

l'aggiunta di acqua ultrapura tra la lente dell'obiettivo della macchina litografica e il wafer, utilizzando l'acqua come mezzo, non solo accorcia la lunghezza d'onda della sorgente luminosa sotto mentite spoglie, ma aumenta anche il valore na sotto mentite spoglie. questo tipo di macchina per litografia che aggiunge acqua ultrapura è chiamata macchina per litografia ad immersione, quindi la macchina per litografia duv può anche raggiungere il limite massimo della risoluzione ottica.

tuttavia, in teoria la macchina per la litografia ad immersione è semplice, ma l’implementazione ingegneristica è piuttosto problematica. lin benjian, noto come il "padre delle macchine litografiche a immersione", durante il suo mandato presso tsmc, il team ha impiegato 2 anni e 7-8 revisioni per ottenere una svolta in un solo sistema di immersione. gli esperti del settore affermano che lo sviluppo di macchine litografiche ad immersione è così difficile che equivale a sparare a un bersaglio sulla terra con una pistola sulla luna. ‌

qual è il livello di risoluzione ≤ 65 nm e sovrapposizione ≤ 8 nm?

oltre ai metodi sopra menzionati, l'esposizione multipla è anche una tecnologia per migliorare il processo di produzione delle macchine per fotolitografia. ad esempio, la macchina litografica duv a immersione asml nxt: 1980 ha una risoluzione di ≤38 nm, ma può supportare la produzione del processo a 7 nm di prima generazione di tsmc, basandosi sulla tecnologia di esposizione multipla.

essendo un importante indicatore tecnico di una macchina litografica, la precisione della sovrapposizione si riferisce solitamente alla "massima precisione ottenibile da esposizioni multiple". determina l'errore minimo di spostamento fisico tra ciascuna esposizione e influenza direttamente la qualità del processo di esposizione multistrato efficienza. poiché i nodi del processo continuano a scalare fino a 14 nm, 10 nm e 7 nm, sono diventate necessarie esposizioni multiple.

quindi, quanti processi nanometrici può ottenere la macchina litografica arf (lunghezza d'onda della sorgente luminosa 193 nm, risoluzione ≤ 65 nm, sovrapposizione ≤ 8 nm) nel documento di notifica? a che livello? quanti nanometri può raggiungere la gamma estrema?

nel loro insieme, le prestazioni delle macchine per litografia arf domestiche di questa specifica sono relativamente vicine alla macchina per litografia arf twinscan xt: 1460k spedita da asml nel secondo trimestre del 2015 (risoluzione ≤65 nm, precisione di sovrapposizione <5 nm). secondo il rapporto 1:3 tra la precisione della sovrapposizione e il processo di produzione di massa, questa macchina per fotolitografia può teoricamente produrre in serie chip utilizzando il processo a 28 nm.

tuttavia, gli addetti ai lavori del settore ritengono che, a causa di motivi quali maggiori errori di precisione della sovrapposizione, la macchina per litografia arf domestica potrebbe non soddisfare i requisiti di risoluzione della "macchina per litografia a 28 nm". in generale, la macchina per litografia duv domestica esposta questa volta dovrebbe essere una versione migliorata della precedente macchina per litografia domestica con risoluzione 90 nm, che può essere utilizzata per le esigenze di produzione di chip di processo maturi di 55-65 nm.

"l'elenco del ministero dell'industria e dell'information technology non comprende solo le macchine per la litografia con fluoruro di argon, ma anche le apparecchiature di supporto. si tratta di un piccolo ecosistema. osservando i nodi del processo, si concentrano tutti sulla gamma matura, in particolare 28 nanometri wang." ruchen ha affermato che, se promossa su larga scala, la fab (fabbrica di wafer) avrà successo. in termini di produzione di massa, ad eccezione dei telefoni cellulari e di altri scenari, la cina avrà una maggiore o reale autonomia "è sufficiente per la maggior parte dei civili, industriali e scenari di difesa nazionale."

le macchine litografiche domestiche hanno fatto un piccolo passo avanti

essendo l'attrezzatura principale della produzione di semiconduttori, il livello tecnico della macchina per fotolitografia determina direttamente le prestazioni e la qualità dei chip. per molto tempo il nostro paese è stato controllato da altri nel campo delle macchine litografiche e le attrezzature di fascia alta dipendono principalmente dalle importazioni.

rispetto alle precedenti macchine litografiche domestiche con risoluzione 90 nm, la nuova risoluzione 65 nm ha fatto certi progressi. naturalmente, dobbiamo ancora essere chiaramente consapevoli del divario tra le macchine litografiche nazionali e i livelli avanzati stranieri.

è opportuno precisare che la macchina per litografia arf descritta nel documento di notifica è pur sempre una macchina per litografia duv a secco e non una macchina per litografia duv ad immersione più avanzata (nota anche come macchina per litografia arfi).

per i produttori domestici di macchine litografiche, ci sono ancora molti problemi da risolvere nel processo di passaggio dalla duv a secco alla duv a immersione, non solo in termini di tecnologia. sebbene asml abbia lanciato la prima macchina per litografia duv a immersione prodotta in serie xt: 1700i nel 2006, è stato solo intorno agli anni 2010 che si è affidata alla macchina per litografia duv a immersione per sconfiggere i due giganti delle macchine litografiche dell'epoca, canon e canon ha stabilito il suo dominio.

il rapporto finanziario di asml mostra che la cina diventerà il secondo mercato più grande dell’azienda nel 2023. nel primo e nel secondo trimestre del 2024, le vendite di asml in cina hanno rappresentato il 49%. in termini di vendite nel secondo trimestre, arfi ha rappresentato il 50%, superando il 31% di euv.

infatti, nell'ottobre dello scorso anno è stata completamente vietata l'esportazione in cina delle macchine litografiche euv più avanzate di asml, gli stati uniti hanno aggiornato i controlli sulle esportazioni sulla tecnologia avanzata di produzione di chip e hanno ampliato la portata delle macchine litografiche la cui esportazione è limitata; la cina, cioè, all'uso di esposizioni multiple una macchina per litografia che raggiunge capacità di processo avanzate.

il 6 settembre, il governo olandese ha annunciato che avrebbe ampliato l'ambito di controllo delle esportazioni di macchine per litografia alle apparecchiature per litografia a immersione nell'ultravioletto profondo, "allineandosi" con i controlli negli stati uniti se asml vuole esportare twinscan nxt: immersione dei modelli 1970i e 1980i. attrezzatura di litografia duv in cina. per incidere il sistema, è necessario prima richiedere una licenza di esportazione al governo olandese.

gli esperti del settore ritengono che l'ulteriore restrizione delle esportazioni di duv avanzata da parte di asml sia uno dei fattori che guidano la pubblicazione di informazioni sulle più recenti macchine litografiche nazionali. a questo proposito, wang ruchen ha dichiarato: "dopo che gli stati uniti hanno costretto il governo olandese ad aggiungere una licenza di esportazione e l'asml ha collaborato per parlare apertamente, si è trattato di un contrattacco laterale".

shenwan hongyuan securities ritiene che la divulgazione ufficiale dei progressi delle apparecchiature di base abbia rafforzato la fiducia del mercato, che la catena industriale domestica legata alle macchine litografiche ne abbia beneficiato, che l'espansione delle fabbriche di wafer nazionali possa essere controllata in modo indipendente e che l'intera attrezzatura domestica per semiconduttori abbia beneficiato. aziende della catena industriale come smic, northern huachuang, china microelectronics corporation, tuojing technology, microconductor nano e shanghai microelectronics otterranno tutte opportunità di sviluppo dalle macchine litografiche arf da 65 nm prodotte a livello nazionale.

(a cura di: wu qing recensione: li zhenghao correttore di bozze: yan yuxia)