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지난 이틀간 산업정보부가 공개한 국산 불화아르곤 노광기 신제품 소식을 두고 많은 네티즌들이 한동안 국산 노광기의 획기적인 발전을 두고 온갖 댓글이 떠돌았다. 심지어 어떤 사람들은 "리소그래피 기계 세트" "조각 ≤ 8nm"를 보았지만 이것이 8nm 리소그래피 기계라고 생각하는 것은 어리 석습니다.

실제로 지난 6월 20일 산업정보부는 집적회로 생산장비 항목에서 '주요 기술 장비 1차(세트)의 홍보 및 적용을 위한 지침 카탈로그(2024년 판)'를 발표했다. , 크립톤 불화물 리소그래피 기계와 아르곤 불화물 리소그래피 기계가 발표되었습니다. 그러다가 9월 9일 산업정보기술부는 다음과 같은 고시를 재발행했습니다.

크립톤 불화물 리소그래피 기계는 실제로 248nm 광원을 사용하고 해상도가 110nm 이하이고 오버레이 정확도가 25nm 이하인 구식 krf 리소그래피 기계입니다. 불화 아르곤 리소그래피 기계는 193nm 광원을 사용하는 arf 리소그래피 기계입니다. duv 리소그래피 기계로도 알려짐), 개시된 것은 여전히 ​​건식 duv 리소그래피 기계이지 더 진보된 침지 duv 리소그래피 기계(arfi 리소그래피 기계라고도 알려짐)가 아닙니다.

공식적으로 공개된 매개변수에 따르면 duv 리소그래피 기계의 해상도는 65nm 이하이고 오버레이 정확도는 8nm 이하입니다. 기존 상하이마이크로일렉트로닉스의 ssa600 노광기(해상도 90nm)에 비해 개선됐지만, 8nm, 7nm 칩을 제조할 수 있는 정도는커녕 28nm 칩을 생산할 수 있을 정도는 아니다. 많은 네티즌들은 오버레이 정확도를 포토리소그래피 제조 공정 노드 수준과 직접적으로 혼동하고 있습니다.

포토리소그래피의 정확도는 주로 포토리소그래피 기계의 해상도에 따라 달라집니다. 해상도가 65nm라면 단일 노출로 도달할 수 있는 프로세스 노드는 아마도 약 65nm입니다.

오버레이 정확도는 각 포토리소그래피 레이어 간의 정렬 정확도를 나타냅니다. 우리 모두 알고 있듯이 실제로 칩의 제조 공정은 여러 겹의 포토리소그래피 패턴을 하나씩 구현하고 쌓아가는 과정입니다. 한 패턴 레이어의 포토리소그래피가 완료된 후, 다음 패턴 레이어의 포토리소그래피가 위에서 계속되어야 하며, 두 레이어를 정확하게 정렬해야 합니다. 이 정렬의 정확도는 오버레이 정확도를 의미하지 않습니다. 제조 가능한 칩에.

그렇다면 65nm 포토리소그래피 해상도와 8nm 이하의 오버레이 정확도로 얼마나 많은 나노미터 프로세스를 달성할 수 있습니까? 현재 asml과 동등한 노광기계는 어느 정도 수준인가요? 아래에서 asml 리소그래피 기계의 매개변수를 비교할 수 있습니다.

2015년 2분기 asml이 출시한 twinscan xt: 1460k의 포토리소그래피 해상도는 65nm 이하이지만 오버레이 정확도는 더 높습니다(<5nm). 이 국내 duv 리소그래피 기계의 해상도도 65nm 이하이고 65nm 프로세스 또는 훨씬 더 진보된 칩을 만들 수 있지만 이 국내 duv 리소그래피 기계의 오버레이 정확도 오류가 더 커서 수율 수준도 상대적으로 낮습니다. 더 낮을 것입니다.

즉, 이 국산 duv 노광기의 성능은 asml이 9년 전 출하한 xt:1460k 노광기보다 훨씬 떨어진다. 실제로 더 거슬러 올라가면 asml이 2006년 출시한 건식 duv 노광기 xt:1450의 해상도는 57nm에 달하고 오버레이 정확도는 7nm에 이른다. 이번 국산 duv 노광기와 asml의 실제 성능 격차는 18년 이상이다.

65nm의 리소그래피 해상도는 다중 노출을 사용하지만 보다 발전된 프로세스 노드를 달성할 수 있지만 오버레이 정확도로 인한 오류 중첩 증폭으로 인해 제한됩니다.

주요 리소그래피 제조업체의 내부 전문가에 따르면, 우수한 opc(광학 근접 보정) 알고리즘과 결합된 65nm 해상도 arf 리소그래피 기계는 55nm 공정으로 발전할 수 있습니다.

"1회 노출에 대한 오버레이 제어 창(오버레이 정확도)은 선폭의 1/4~1/5이므로 선폭이 55nm인 칩을 제조하려면 최소 11nm 오버레이가 필요합니다. 리소그래피 기계는 8nm 이하이지만 이는 공장 표준일 뿐입니다. 웨이퍼 처리 공정 자체의 다양한 프로세스로 인해 오류가 발생하고 전체 칩 제조의 오버레이가 공장 표준보다 낮으므로 실제로 8nm의 오버레이 정확도가 나타납니다. 제품의 파장은 약 11~12nm일 수 있으므로 단일 노출은 55~65nm 수준에만 도달할 수 있습니다.”

"이중 노출 등 다중 노출을 사용하는 경우 필요한 오버레이가 절반으로 줄어듭니다. 따라서 기존 단일 노출 수준인 55nm에서 이중 노출을 수행하려면 최소한 55½5½2의 오버레이가 필요합니다. =5.5nm가 필요합니다. 4중 노출 오버레이는 2.75nm 오버레이가 필요하므로 8nm 오버레이로 다중 노출을 수행할 방법이 없습니다."라고 리소그래피 기술 전문가는 xinzhixun에 설명했습니다.

따라서 요약하면 다중 노출을 수행하려면 오버레이 정확도가 충분히 높아야 합니다. 즉, 오버레이 오류가 충분히 작아야 합니다.

예를 들어, 업계 최초의 28nm 공정 대량 생산은 기본적으로 고급 asml nxt: 1970(침지 duv)을 사용하여 수행되었습니다. 포토리소그래피 기계의 해상도는 38nm보다 높았으며 오버레이 정확도도 3.5nm 미만에 도달했습니다.

국내 28nm 공정의 양산이 상대적으로 늦었기 때문에 28nm 양산에는 더욱 발전된 asml nxt:1980이 사용되었습니다. 비록 해상도는 여전히 38nm 이하이지만 오버레이 정확도는 2.5nm 미만에 도달했습니다. 웨이퍼 제조업체는 이 모델을 통해 다중 노출을 수행하여 7nm 공정을 제조할 수 있습니다. 예를 들어 tsmc의 1세대 7nm 공정은 다중 노출을 통해 asml nxt:1980을 사용하여 만들어졌습니다. 물론 다중 노출로 인해 비용이 크게 증가합니다.

이것이 미국과 네덜란드가 처음에 중국에 대한 노광기 수출을 nxt:1980 이상으로 제한하고 나중에 다중 노광을 사용하여 고급 공정 능력을 달성하는 nxt:1970 및 nxt:1980을 도입하여 노광기를 수출한 이유입니다. 첨단 공정 능력을 갖춘 공장의 본토 수출이 제한됩니다.

요약하자면, 이번에 공개된 65nm 해상도 국내 duv 리소그래피 기계는 이전의 90nm 해상도 국내 duv 리소그래피 기계의 개선된 버전이어야 하며 55~65nm의 성숙한 프로세스 칩 제조 요구에만 사용할 수 있습니다. 모두가 기대하는 28nm 공정 칩 제조 요구 사항을 충족하는 것과는 거리가 멀습니다. 물론 이전의 가장 발전된 90nm 해상도 가정용 리소그래피 기계와 비교하면 새로운 65nm 해상도 가정용 리소그래피 기계는 적어도 어느 정도 진전을 이루었습니다. 그러나 우리는 여전히 우리와 외국 선진 수준 사이의 격차를 분명히 인식하고 맹목적으로 낙관할 수 없습니다.

국내 노광기계 제조사 입장에서는 건식 duv에서 침지 duv로 전환하는 과정에서 아직 해결해야 할 기술적 문제가 많다. 2010년대쯤 asml은 당시 노광기의 양대 강자였던 캐논과 니콘을 물리치기 위해 침지식 duv 노광기(최초의 양산형 이머젼 duv 노광기 xt:1700i가 2006년 출시)에 의존했다는 사실을 아셔야 합니다. 그 지배력을 확립했습니다.

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