国产光刻机能造8nm的芯片?并不能,套刻8nm不代表能生产8nm芯片
【国产光刻机能造8nm的芯片?并不能,套刻8nm不代表能生产8nm芯片】
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前沿导读在国家平台发布了氟化氩光刻机的信息之后 , 媒体平台上面看到这款光刻机套刻技术可以小于等于8nm , 就大肆宣传国产光刻机可以通过叠加工艺制造8nm芯片 , 这是一个非常错误的说法 , 而且跟实际的情况相差非常大 。
氟化氪和氟化氩在国家平台公布的信息当中 , 有两款光刻机设备:氟化氪光刻机和氟化氩光刻机 。
氟化氪光刻机:
- 晶圆直径:300mm
- 照明波长:248nm
- 分辨率≤110nm
- 套刻≤25nm
氟化氩光刻机:
- 晶圆直径:300mm
- 照明波长:193nm
- 分辨率≤65nm
- 套刻≤8nm
这两款光刻机在光源部分有着很大差别 , 氟化氪的分子是KrF , 氟化氩的分子是ArF , 两种分子的照明波长不同 , 现在DUV光刻机采用的都是氟化氩ArF的193nm波长 。
包括后来制造工艺更先进的浸润式光刻机 , 也都是在以上这种干式光刻机的基础上 , 通过在其中加入介质 , 将波长缩短 , 才可以继续进行水平更高的芯片制造 。
而EUV光刻机所使用的极紫外线光源 , 直接照射的波长是13.5nm 。 对比DUV光刻机的193nm , 完全不在一个技术层面 , 甚至可以说是上一个时代的技术产物 。
技术工艺现阶段 , 芯片工艺的提升 , 带来的直接效果就是提升芯片内部晶体管的堆叠密度 。 晶体管的体积越小 , 堆叠数量也就越多 , 芯片整体的性能也就越来越强 。
晶体管内部有源极、漏极、栅极三种因素 , 一般所说的几nm芯片 , 指的就是晶体管内部栅极的长度 。
拿7nm工艺制造的芯片举例 , 7nm芯片内部的鳍片与鳍片之间的距离在30nm , 如果要将制造工艺下探到5nm、3nm , 需要继续缩短鳍片之间的距离 。 在这种情况下 , 如果光刻机的分辨率达不到标准 , 是无法进行制造的 。
以ASML的NXT 1980Di进行举例 , 这款设备的分辨率是38nm 。 虽然38nm>30nm , 无法直接制造7nm芯片 , 但是可以通过多曝光的技术 , 实现30nm的晶圆图形 。
我国现在公布的氟化氩光刻机 , 分辨率为65nm , 与38nm的差距较大 , 无法参与7nm等工艺芯片的制造 , 更不要说去通过多曝光的技术来提升工艺了 。
而套刻这个概念 , 指的是上下两层晶体管之间的对准精度 。 如果精度有偏差 , 那么套刻之后的偏差会越来越大 。
进行多曝光技术的前提 , 就是需要套刻精度要足够的精密 。 ASML的NXT 1980Di , 这款光刻机的套刻精度在2.5nm , 这个水平的对准精度是可以通过多曝光制造7nm芯片的 。
再回到我们的国产光刻机上面来 , 国产光刻机的套刻精度是最大是8nm , 可以进行55nm芯片的制造 。 如果在8nm套刻精度的基础上进行多曝光技术 , 那么我们这台光刻机的极限只能满足40nm芯片的制造 。
想要打破技术瓶颈 , 就需要用到林本坚开创的浸润式技术 , 将193nm的波长继续缩短 , 才可以进行更高水平的芯片制造 。 浸润式技术的下一个技术时代 , 就是我们现在所说的极紫外线EUV工艺 。
目前来说 , 我们的国产光刻机还停留在干式光刻机的技术层面 , 比干式光刻机更先进的是浸润式 , 然后就是极紫外线 。
虽然距离国外设备的差距相当大 , 但是对于我国的光刻机事业来说 , 这个设备已经相当不错了 。 尤其是跟我国之前的光刻设备相比 , 这次的氟化氩光刻机实现了技术大跨越 。
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