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en los últimos dos días, muchos internautas han estado discutiendo las noticias sobre la nueva máquina doméstica de litografía con fluoruro de argón divulgada por el ministerio de industria y tecnología de la información. durante un tiempo, todo tipo de comentarios sobre el avance de la máquina doméstica de litografía volaron por todas partes. algunas personas incluso vieron el "conjunto de máquina de litografía" grabado ≤ 8 nm", es ridículo pensar que se trata de una máquina de litografía de 8 nm.

de hecho, ya el 20 de junio, el ministerio de industria y tecnología de la información publicó el "catálogo de orientación para la promoción y aplicación del primer (conjunto) de equipos técnicos importantes (edición 2024) en la columna de equipos de producción de circuitos integrados". , se anunció una máquina de litografía de fluoruro de criptón y una máquina de litografía de fluoruro de argón. luego, el 9 de septiembre, el ministerio de industria y tecnología de la información volvió a publicar el aviso:

la máquina de litografía con fluoruro de criptón es en realidad una máquina de litografía krf antigua con una fuente de luz de 248 nm, con una resolución de ≤110 nm y una precisión de superposición de ≤25 nm; la máquina de litografía con fluoruro de argón es una máquina de litografía arf con una fuente de luz de 193 nm ( también conocida como máquina de litografía duv), pero la descrita sigue siendo una máquina de litografía duv seca, no una máquina de litografía duv de inmersión más avanzada (también conocida como máquina de litografía arfi).

a juzgar por los parámetros divulgados oficialmente, la resolución de la máquina de litografía duv es ≤65 nm y la precisión de superposición es ≤8 nm. aunque se ha mejorado en comparación con la máquina de litografía ssa600 anterior de smic (la resolución es de 90 nm), todavía no hasta el punto de que pueda producir chips de 28 nm, y mucho menos hasta el punto de fabricar chips de 8 nm y 7 nm. muchos internautas confunden directamente la precisión de la superposición con el nivel de nodo del proceso de fabricación de fotolitografía.

la precisión de la fotolitografía depende principalmente de la resolución de la máquina de fotolitografía. si la resolución es de 65 nm, entonces el nodo de proceso que se puede alcanzar en una sola exposición probablemente sea de alrededor de 65 nm.

la precisión de superposición se refiere a la precisión de la alineación entre cada capa de fotolitografía. como todos sabemos, el proceso de fabricación de chips en realidad implica apilar muchas capas de patrones fotolitográficos una por una. una vez completada la fotolitografía de una capa del patrón, la fotolitografía de la siguiente capa del patrón debe continuar en la parte superior y las dos capas deben alinearse con precisión. la precisión de esta alineación es la precisión de la superposición y no se refiere. al chip que se puede fabricar.

entonces, ¿cuántos procesos nanométricos se pueden lograr con esta resolución de fotolitografía de 65 nm y una precisión de superposición de ≤8 nm? ¿a qué nivel de máquina de litografía equivale el asml actual? puede comparar los parámetros de la máquina de litografía asml a continuación:

el twinscan xt: 1460k enviado por asml en el segundo trimestre de 2015 tiene una resolución de fotolitografía de ≤65 nm, pero la precisión de superposición es mayor (<5 nm). aunque la resolución de esta máquina de litografía duv doméstica también es ≤65 nm, y puede fabricar procesos de 65 nm o incluso chips más avanzados, el error de precisión de superposición de esta máquina de litografía doméstica es mayor, lo que también conducirá a que su nivel de rendimiento sea relativamente bajo. será más bajo.

en otras palabras, el rendimiento de esta máquina de litografía duv doméstica es incluso inferior al de la máquina de litografía xt:1460k que asml envió hace nueve años. si miras más atrás, de hecho, la resolución de la máquina de litografía duv seca xt:1450 lanzada por asml en 2006 alcanzó los 57 nm y la precisión de superposición es de 7 nm. la brecha técnica real entre el rendimiento de esta máquina de litografía duv doméstica y asml es de más de 18 años.

aunque la resolución de litografía de 65 nm utiliza exposiciones múltiples, es posible lograr nodos de proceso más avanzados, pero estará limitado por la amplificación de superposición de error causada por la precisión de la superposición.

según un experto interno de un importante fabricante de litografía, una máquina de litografía arf con resolución de 65 nm, junto con un buen algoritmo opc (corrección óptica del efecto de proximidad), se puede avanzar al proceso de 55 nm.

"la ventana de control de superposición (precisión de superposición) para una sola exposición es de 1/4 a 1/5 del ancho de línea, por lo que un chip con un ancho de línea de 55 nm requiere al menos una superposición de 11 nm para ser fabricado. aunque la precisión de superposición de la máquina de litografía es ≤8 nm, pero este es solo el estándar de fábrica. varios procesos en el proceso de procesamiento de obleas generarán errores y la superposición de toda la fabricación del chip será inferior al estándar de fábrica, por lo que la precisión de superposición en realidad es de 8 nm. cae dentro de el producto puede ser de aproximadamente 11-12 nm, por lo que una sola exposición solo puede alcanzar el nivel de 55-65 nm ".

"si se utilizan exposiciones múltiples, como la doble exposición, la superposición requerida se reducirá a la mitad. por lo tanto, el nivel de exposición única existente de 55 nm, si se va a realizar una doble exposición, entonces al menos una superposición de 55÷5÷2 "se requieren 5,5 nm. la superposición de exposición cuádruple debe reducirse a la mitad, lo que requiere una superposición de 2,75 nm. por lo tanto, no hay forma de realizar exposiciones múltiples con una superposición de 8 nm", explicó el experto en tecnología de litografía a xinzhixun.

entonces, en resumen, si desea realizar múltiples exposiciones, la precisión de superposición debe ser lo suficientemente alta. en otras palabras, el error de superposición debe ser lo suficientemente pequeño.

por ejemplo, la primera producción en masa de la industria del proceso de 28 nm se realizó básicamente utilizando el avanzado asml nxt: 1970 (duv de inmersión). la resolución de la máquina de fotolitografía alcanzó un mayor ≤ 38 nm y la precisión de superposición también alcanzó <3,5 nm.

dado que la producción en masa del proceso nacional de 28 nm es relativamente tardía, se utilizó el asml nxt: 1980 más avanzado para la producción en masa de 28 nm. aunque la resolución todavía es ≤ 38 nm, la precisión de superposición ha alcanzado <2,5 nm, que también es esto. permite a los fabricantes de obleas realizar múltiples exposiciones a través de este modelo, lo que permite la fabricación del proceso de 7 nm. por ejemplo, el proceso de 7 nm de primera generación de tsmc se realizó utilizando asml nxt:1980 mediante múltiples exposiciones. por supuesto, las exposiciones múltiples aumentarán significativamente los costos.

esta es la razón por la que estados unidos y los países bajos inicialmente restringieron la exportación de máquinas de litografía a china a nxt:1980 y superiores, y luego introdujeron nxt:1970 y nxt:1980, dos modelos de máquinas de litografía que utilizan múltiples exposiciones para lograr capacidades de proceso avanzadas. , al continente las exportaciones de fábricas de obleas con capacidades de proceso avanzadas están restringidas.

en resumen, la máquina de litografía duv doméstica con resolución de 65 nm expuesta esta vez debería ser solo una versión mejorada de la máquina de litografía doméstica con resolución de 90 nm anterior. lejos de cumplir con los requisitos para fabricar chips de proceso de 28 nm que todos esperan. por supuesto, en comparación con la máquina de litografía doméstica con resolución de 90 nm más avanzada anterior, la nueva máquina de litografía doméstica con resolución de 65 nm al menos ha logrado algunos avances. sin embargo, todavía debemos ser claramente conscientes de la brecha entre nosotros y los niveles avanzados extranjeros y no podemos ser ciegamente optimistas.

para los fabricantes nacionales de máquinas de litografía, todavía quedan muchos problemas técnicos que deben resolverse en el proceso de cambio de duv seco a duv de inmersión. debe saber que alrededor de la década de 2010, asml se basó en las máquinas de litografía duv por inmersión (la primera máquina de litografía duv por inmersión xt: 1700i se lanzó en 2006) para derrotar a canon y nikon, los dos gigantes de las máquinas de litografía en ese momento. estableció su dominio.

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