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ここ2日間、多くのネチズンは工業情報化部が公開した新型国産アルゴンフッ化物リソグラフィー装置に関するニュースを話題にし、国産リソグラフィー装置の画期的な進歩に関するあらゆる種類のコメントが飛び交った。 「8nm以下のリソグラフィーマシンのセット」を見た人もいます。これが8nmのリソグラフィーマシンであると考えるのはばかげています。

実際、工業情報化部はすでに6月20日、集積回路製造装置の欄に「主要技術装置の最初（セット）の普及と応用のためのガイダンスカタログ（2024年版）」を発表した。 、フッ化クリプトン露光装置とフッ化アルゴン露光装置を発表。そして9月9日、工業情報化省は次のような通知を再発行した。

フッ化クリプトン リソグラフィー マシンは、実際には 248nm 光源を備えた旧式の krf リソグラフィー マシンで、解像度 ≤ 110nm、オーバーレイ精度 ≤ 25nm です。フッ化アルゴン リソグラフィー マシンは 193nm 光源を備えた arf リソグラフィー マシンです。 ｄｕｖリソグラフィ装置としても知られる）が、開示されたものは依然として乾式ｄｕｖリソグラフィ装置であり、より高度な液浸ｄｕｖリソグラフィ装置（ａｒｆｉリソグラフィ装置としても知られる）ではない。

公式に開示されたパラメータから判断すると、duv リソグラフィー装置の解像度は ≤65nm、オーバーレイ精度は ≤8nm です。以前の上海マイクロエレクトロニクス社のssa600リソグラフィー装置（解像度90nm）と比較すると改良されているものの、8nmや7nmのチップを製造できるほどではなく、28nmのチップを製造できるほどではない。多くのネチズンは、オーバーレイの精度をフォトリソグラフィー製造プロセスのノードレベルと直接混同しています。

フォトリソグラフィーの精度は主にフォトリソグラフィー装置の解像度に依存します。解像度が 65nm の場合、1 回の露光で到達できるプロセス ノードはおそらく 65nm 程度です。

オーバーレイ精度とは、各フォトリソグラフィー層間の位置合わせ精度を指します。ご存知のとおり、チップの製造プロセスは、実際にはフォトリソグラフィーのパターンを何層にも重ねて実現していくものです。 1 つのパターン層のフォトリソグラフィーが完了したら、その上で次の層のパターンのフォトリソグラフィーを続行する必要があり、2 つの層が正確に位置合わせされる必要があります。この位置合わせの精度はオーバーレイの精度を意味するものではありません。製造可能なチップに。

では、この 65nm のフォトリソグラフィー解像度と ≤8nm のオーバーレイ精度で、何ナノメートルのプロセスを達成できるでしょうか?現在のasmlに相当するのはどのレベルの露光装置ですか？以下で asml リソグラフィー マシンのパラメーターを比較できます。

2015 年の第 2 四半期に asml によって出荷された twinscan xt: 1460k のフォトリソグラフィー解像度は 65nm 以下ですが、オーバーレイ精度はそれよりも高くなります (<5nm)。この国産の duv リソグラフィー装置の解像度も 65nm 以下で、65nm プロセスまたはさらに高度なチップを製造できますが、この国産のリソグラフィー装置のオーバーレイ精度誤差はより大きく、そのため歩留まりレベルも比較的低くなります。低くなります。

つまり、この国産 duv 露光装置の性能は、asml が 9 年前に出荷した xt:1460k 露光装置よりもさらに低いことになります。さらに遡ってみると、実際、asml が 2006 年に発売した乾式 duv リソグラフィー装置 xt:1450 の解像度は 57nm に達し、重ね合わせ精度は 7nm に達しています。この国産 duv 露光装置の性能と asml との実際の技術差は 18 年以上あります。

65nm のリソグラフィー解像度では多重露光を使用するため、より高度なプロセス ノードを実現できますが、オーバーレイ精度によって生じる誤差の重ね合わせ増幅によって制限されます。

大手リソグラフィーメーカーの社内専門家によると、65nm解像度のarfリソグラフィー機は、優れたopc（光近接効果補正）アルゴリズムと組み合わせることで、55nmプロセスに進めることができるという。

「1回の露光におけるオーバーレイの制御ウィンドウ（オーバーレイ精度）は線幅の1/4から1/5であるため、線幅55nmのチップを製造するには少なくとも11nmのオーバーレイが必要です。オーバーレイ精度はリソグラフィーマシンは≤8nmですが、これはあくまで工場の基準です。ウェーハ処理プロセス自体のさまざまなプロセスによって誤差が生じ、チップ製造全体のオーバーレイが工場の基準よりも低くなるため、実際のオーバーレイ精度は8nmになります。製品は約 11 ～ 12nm であるため、1 回の露光では 55 ～ 65nm のレベルまでしか到達できません。」

「二重露光などの複数の露光を使用する場合、必要なオーバーレイは半分になります。したがって、既存の単一露光レベル 55nm に対して、二重露光を行う場合は、少なくとも 55÷5÷2 のオーバーレイが必要になります。 =5.5nmが必要です。4重露光オーバーレイは半分にカットする必要があり、それには2.75nmオーバーレイが必要です。したがって、8nmオーバーレイで多重露光を行う方法はありません」とリソグラフィー技術の専門家はさらにxinzhixunに説明した。

つまり、多重露光を行う場合は、オーバーレイの精度が十分に高い必要がある、つまり、オーバーレイの誤差が十分に小さい必要があります。

たとえば、業界初の 28nm プロセスの量産は、基本的に高度な asml nxt: 1970 (液浸 duv) を使用して行われ、フォトリソグラフィー マシンの解像度は 38nm 未満に達し、オーバーレイ精度も 3.5nm 未満に達しました。

国内の 28nm プロセスの量産は比較的遅れているため、28nm の量産にはより高度な asml nxt:1980 が使用されました。解像度はまだ 38nm 以下ですが、オーバーレイ精度はさらに 2.5nm 未満に達しています。これにより、ウェーハメーカーはこのモデルを通じて複数の露光を実行できるようになり、7nm プロセスの製造が可能になります。たとえば、tsmc の第 1 世代 7nm プロセスは、asml nxt:1980 を使用して多重露光によって作成されました。もちろん、多重露光ではコストが大幅に増加します。

このため、米国とオランダは当初、中国へのリソグラフィー装置の輸出をnxt:1980以降に限定し、その後リソグラフィー装置の輸出に多重露光を使用して高度なプロセス能力を実現するnxt:1970およびnxt:1980を導入したのです。高度なプロセス能力を備えたウェーハファブの本土への輸出は制限されている。

要約すると、今回公開された65nm解像度の国産duvリソグラフィー装置は、以前の90nm解像度の国産リソグラフィー装置の改良版に過ぎず、55～65nmの成熟したプロセスチップ製造ニーズにのみ使用できるということでもある。誰もが期待する28nmプロセスチップの製造要件を満たすにはほど遠い。もちろん、解像度 90nm のこれまでの最先端の国産リソグラフィー装置と比較して、解像度 65nm の新しい国産リソグラフィー装置は少なくともある程度の進歩を遂げています。しかし、依然として海外の先進レベルとのギャップを明確に認識する必要があり、盲目的に楽観視することはできません。

国内露光装置メーカーにとって、乾式duvから液浸duvへの切り替えの過程では、解決すべき技術的課題がまだ多く残っています。 2010 年代頃、asml は、当時のリソグラフィー装置の 2 つの巨人であるキヤノンとニコンを倒すために、液浸 duv 露光装置 (最初の量産型液浸 duv 露光装置 xt:1700i は 2006 年に発売されました) に依存していたことを知っておく必要があります。その優位性を確立しました。

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