【簡(jiǎn)介:】中國的光刻技術(shù)和荷蘭ASML的EUV光刻技術(shù),關(guān)鍵點(diǎn)的區(qū)別在于采用紫外光源的不同和光源能量控制。
一、中國光刻技術(shù)采用193nm深紫外光源,荷蘭ASML的EUV采用13.5nm極紫外光源。
中國的光刻技術(shù)和荷蘭ASML的EUV光刻技術(shù),關(guān)鍵點(diǎn)的區(qū)別在于采用紫外光源的不同和光源能量控制。
一、中國光刻技術(shù)采用193nm深紫外光源,荷蘭ASML的EUV采用13.5nm極紫外光源。
光刻是制程芯片最關(guān)鍵技術(shù),制程芯片過程幾乎離不開光刻技術(shù)。但光刻技術(shù)的核心是光源,光源的波長(zhǎng)決定了光刻技術(shù)的工藝能力。
我國光刻技術(shù)采用193nm波長(zhǎng)的深紫外光源,即將準(zhǔn)分子深紫外光源的波長(zhǎng)縮小到ArF的193nm。它可實(shí)現(xiàn)最高工藝節(jié)點(diǎn)是65nm,如采用浸入式技術(shù)可將光源縮小至134nm。為提高分辨率采取NA相移掩模技術(shù)還可推進(jìn)到28nm。
到了28nm以后、由于單次曝光的圖形間距無法進(jìn)一步提升,所以廣泛使用多次曝光和刻蝕的方法來求得更致密的電子線路圖形。
荷蘭ASML的EUV光刻技術(shù),采用是美國研發(fā)提供的13.5nm極紫外光源為工作波長(zhǎng)的投影光刻技術(shù)。是用準(zhǔn)分子激光照射在錫等靶材上激發(fā)出13.5nm光子作為光刻技術(shù)的光源。
極紫外光源是傳統(tǒng)光刻技術(shù)向更短波長(zhǎng)的合理延伸,被行業(yè)賦予了拯救摩爾定律的使命。
當(dāng)今的ASML的EUV光刻技術(shù),巳能用13.5nm極紫外光制程7nm甚至5nm以下芯片。而我國還是采用193nm深紫外源光刻技術(shù),如上海微電子28nm工藝即是如此。
雖然我們采用DUV光刻技術(shù)通過多重曝光和刻蝕方法提升制程工藝,但成本巨大、良率較低、難以商業(yè)化量產(chǎn)。所以光源的不同導(dǎo)致光刻技術(shù)的重大區(qū)別。
二、在光刻技術(shù)的光源能量精準(zhǔn)控制上,我國光刻技術(shù)與荷蘭的EUV也有重大區(qū)別。
光刻技術(shù)的光學(xué)系統(tǒng)極其復(fù)雜,要減小誤差達(dá)到高精度要求,光源的計(jì)量和控制非常重要。它可通過透鏡曝光的補(bǔ)償參數(shù)決定光刻的分辨率和套刻精度。
光刻技術(shù)的分辨率代表能清晰投影最小圖像的能力,和光源波長(zhǎng)有著密切關(guān)係。在光源波長(zhǎng)不變情況下,NA數(shù)值孔徑大小直接決定光刻技術(shù)的分辨率和工藝節(jié)點(diǎn)。
我國在精密加工透鏡技術(shù)上無法與ASML采用的德國蔡司鏡頭相比,所以光刻技術(shù)分辨率難以大幅提高。
套刻精度是光刻技術(shù)非常重要的技術(shù)指標(biāo),是指前后兩道工序、不同鏡頭之間彼此圖形對(duì)準(zhǔn)精度。如果對(duì)準(zhǔn)偏差、圖形就產(chǎn)生誤差,產(chǎn)品良率就小。
所以需不斷調(diào)整透鏡曝光補(bǔ)償參數(shù)和光源計(jì)量進(jìn)行控制,達(dá)到滿意的光刻效果。我國除缺少精密加工透鏡的技術(shù)外,在光源控制、透鏡曝光參數(shù)調(diào)整上也是缺乏相關(guān)技術(shù)的。
我國在5G時(shí)代、大數(shù)據(jù)和人工智能都要用到高端芯片,離不開頂尖的光刻技術(shù),這是必須要攀登的“高峰”。相信我國刻苦研發(fā)后能掌握先進(jìn)的光刻技術(shù)和設(shè)備,制程生產(chǎn)自己所需的各種高端芯片。
一、體現(xiàn)在表像的是精度
說起光刻機(jī),大家喜歡和芯片制造對(duì)應(yīng)起來,比如制造7nm芯片的光刻機(jī),制造14nm的光刻機(jī)等等。
目前中國最強(qiáng)的量產(chǎn)的光刻機(jī)是用于90nm的芯片的制造,而ASML量產(chǎn)的用于5nm芯片的制造的,這中間有多少差距,可能一般人還不太清楚。
用時(shí)間來說,起碼10年,如果用繼續(xù)用芯片制造的精度來看,中間有65nm,45nm,32nm,22nm,14nm,10nm,7nm,5nm。多少代,大家一年就清楚了,這可是實(shí)打?qū)嵉牟罹唷?/p>
二、實(shí)際是裝配工藝、經(jīng)驗(yàn)、人才的差距
而在相差這么遠(yuǎn)的背后,究竟差的是什么?其實(shí)是裝配工藝、人才、經(jīng)驗(yàn)的差距。
網(wǎng)上曾流傳一句說,ASML說就算公開圖紙,別人也造不出一樣的光刻機(jī)出來,這句話背后的底氣在哪里?
1、裝配工藝,光刻機(jī)中裝配是非常重要的,說得不好聽一點(diǎn),就是組裝技術(shù),ASML的原件99%也是采購的,但只有它能夠裝配得這么好,別人都不行。
2、而裝配工藝的差距,就是人才、經(jīng)驗(yàn)的差距,只有好的人才、幾十的經(jīng)驗(yàn),才能夠讓裝配工藝提高,達(dá)到真正的頂級(jí)水平。