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nos últimos dois dias, muitos internautas discutiram as notícias sobre a nova máquina doméstica de litografia com fluoreto de argônio divulgada pelo ministério da indústria e tecnologia da informação. por um tempo, todos os tipos de comentários sobre o avanço da máquina de litografia doméstica estavam voando por toda parte. o céu. algumas pessoas até viram o “conjunto de máquina de litografia” gravura ≤ 8nm” é ridículo pensar que esta é uma máquina de litografia de 8nm.

na verdade, já em 20 de junho, o ministério da indústria e tecnologia da informação divulgou o “catálogo de orientações para a promoção e aplicação do primeiro (conjunto) de equipamentos técnicos principais (edição 2024)” na coluna de equipamentos de produção de circuitos integrados. , uma máquina de litografia com fluoreto de criptônio e uma máquina de litografia com fluoreto de argônio foram anunciadas. então, em 9 de setembro, o ministério da indústria e tecnologia da informação reeditou o edital:

a máquina de litografia com fluoreto de criptônio é na verdade uma máquina de litografia krf antiquada com uma fonte de luz de 248 nm, com uma resolução de ≤110 nm e uma precisão de sobreposição de ≤25 nm; também conhecida como máquina de litografia duv), mas a divulgada ainda é uma máquina de litografia duv seca, não uma máquina de litografia duv de imersão mais avançada (também conhecida como máquina de litografia arfi).

a julgar pelos parâmetros divulgados oficialmente, a resolução da máquina de litografia duv é ≤65nm e a precisão da sobreposição é ≤8nm. embora tenha sido melhorado em comparação com a máquina de litografia ssa600 anterior da smic (a resolução é de 90nm), ainda não é ao ponto de poder produzir chips de 28nm, muito menos ao ponto de fabricar chips de 8nm e 7nm. muitos internautas confundem diretamente a precisão da sobreposição com o nível do nó do processo de fabricação de fotolitografia.

a precisão da fotolitografia depende principalmente da resolução da máquina de fotolitografia. se a resolução for de 65 nm, o nó do processo que pode ser alcançado em uma única exposição é provavelmente em torno de 65 nm.

a precisão da sobreposição refere-se à precisão do alinhamento entre cada camada de fotolitografia. como todos sabemos, o processo de fabricação de chips envolve, na verdade, empilhar muitas camadas de padrões fotolitográficos, uma por uma. após a conclusão da fotolitografia de uma camada do padrão, a fotolitografia da próxima camada do padrão precisa ser continuada na parte superior e as duas camadas precisam ser alinhadas com precisão. a precisão desse alinhamento é a precisão da sobreposição e não se refere. ao chip que pode ser fabricado.

então, quantos processos nanométricos podem ser alcançados com esta resolução de fotolitografia de 65 nm e precisão de sobreposição de ≤8 nm? que nível de máquina de litografia é equivalente ao asml atual? você pode comparar os parâmetros da máquina de litografia asml abaixo:

o twinscan xt: 1460k enviado pela asml no segundo trimestre de 2015 tem uma resolução de fotolitografia de ≤65nm, mas a precisão de sobreposição é maior (<5nm). embora a resolução desta máquina de litografia duv doméstica também seja ≤65 nm, e ela possa produzir processos de 65 nm ou chips ainda mais avançados, o erro de precisão de sobreposição desta máquina de litografia doméstica é maior, o que também fará com que seu nível de rendimento seja relativamente baixo. será mais baixo.

em outras palavras, o desempenho desta máquina de litografia duv doméstica é ainda inferior ao da máquina de litografia xt:1460k que a asml enviou há nove anos. se você olhar mais para trás, na verdade, a resolução da máquina de litografia duv seca xt:1450 lançada pela asml em 2006 atingiu 57nm e a precisão de sobreposição é de 7nm. a lacuna técnica real entre o desempenho desta máquina de litografia duv doméstica e asml é de mais de 18 anos.

embora a resolução de litografia de 65nm use múltiplas exposições, é possível obter nós de processo mais avançados, mas será limitado pela amplificação de superposição de erros causada pela precisão da sobreposição.

de acordo com um especialista interno de um grande fabricante de litografia, uma máquina de litografia arf com resolução de 65 nm, juntamente com um bom algoritmo opc (correção de efeito de proximidade óptica), pode ser avançada para o processo de 55 nm.

"a janela de controle de sobreposição (precisão de sobreposição) para uma única exposição é de 1/4 a 1/5 da largura da linha, portanto, um chip com largura de linha de 55 nm requer pelo menos uma sobreposição de 11 nm para ser fabricado. embora a precisão de sobreposição de a máquina de litografia é ≤8nm, mas este é apenas o padrão de fábrica. vários processos no processo de processamento do wafer trarão erros, e a sobreposição de toda a fabricação do chip será inferior ao padrão de fábrica, portanto, a precisão de sobreposição de 8 nm, na verdade. cai dentro o produto pode ter cerca de 11-12 nm, portanto, uma única exposição só pode atingir o nível de 55-65 nm.

"se forem usadas exposições múltiplas, como exposição dupla, a sobreposição necessária será cortada pela metade. portanto, o nível de exposição única existente de 55nm, se a exposição dupla for feita, então pelo menos uma sobreposição de 55÷5÷2 =5,5 nm são necessários. a sobreposição de exposição quádrupla precisa ser cortada pela metade, o que requer uma sobreposição de 2,75 nm. portanto, não há como fazer exposições múltiplas com uma sobreposição de 8 nm", explicou o especialista em tecnologia de litografia a xinzhixun.

então, em resumo, se você quiser fazer exposições múltiplas, a precisão da sobreposição precisa ser alta o suficiente. em outras palavras, o erro de sobreposição precisa ser pequeno o suficiente.

por exemplo, a primeira produção em massa do processo de 28 nm da indústria foi feita basicamente usando o avançado asml nxt: 1970 (duv de imersão). a resolução da máquina de fotolitografia atingiu ≤38 nm e a precisão de sobreposição também atingiu <3,5 nm.

como a produção em massa do processo doméstico de 28 nm é relativamente tardia, o asml nxt:1980 mais avançado foi usado para a produção em massa de 28 nm. embora a resolução ainda seja ≤38 nm, a precisão da sobreposição atingiu ainda mais <2,5 nm, o que também é. permite que os fabricantes de wafer realizem múltiplas exposições por meio deste modelo, possibilitando a fabricação do processo de 7 nm. por exemplo, o processo de 7nm de primeira geração da tsmc foi feito usando asml nxt:1980 através de múltiplas exposições. é claro que exposições múltiplas aumentarão significativamente os custos.

é por isso que os estados unidos e os países baixos inicialmente restringiram a exportação de máquinas de litografia para a china ao nxt:1980 e superior, e mais tarde introduziram nxt:1970 e nxt:1980, dois modelos de máquinas de litografia que utilizam múltiplas exposições para alcançar capacidades de processo avançadas. , para o continente, as exportações de fábricas de wafer com capacidades de processo avançadas são restritas.

em resumo, a máquina de litografia duv doméstica com resolução de 65 nm exposta desta vez deve ser apenas uma versão melhorada da máquina de litografia doméstica anterior com resolução de 90 nm. ela só pode ser usada para as necessidades de fabricação de chips de processo maduro de 55-65 nm. longe de atender aos requisitos de fabricação de chips de processo de 28 nm que todos esperam. é claro que, em comparação com a máquina de litografia doméstica mais avançada anterior com resolução de 90 nm, a nova máquina de litografia doméstica com resolução de 65 nm pelo menos fez algum progresso. no entanto, ainda precisamos de estar claramente conscientes da disparidade entre nós e os níveis avançados estrangeiros e não podemos ser cegamente optimistas.

para os fabricantes nacionais de máquinas de litografia, ainda existem muitos problemas técnicos que precisam ser resolvidos no processo de mudança do duv seco para o duv de imersão. você deve saber que por volta da década de 2010, a asml contou com máquinas de litografia duv de imersão (a primeira máquina de litografia duv de imersão produzida em massa xt: 1700i foi lançada em 2006) para derrotar canon e nikon, os dois gigantes das máquinas de litografia da época. estabeleceu seu domínio.

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