浸没光刻机(浸没光刻机为什么一定要用水)

海潮机械 2023-02-09 12:22 编辑:admin 204阅读

一、浸没光刻机为什么一定要用水

1、制程范围不同

普通工艺:基本上只能做到25nm,Intel凭借双工作台的模式做到了10nm,却无法达到10nm以下。

euv工艺:能满足10nm以下的晶圆权制造,并且还可以向5nm、3nm继续延伸。

2、发光原理不同

普通工艺:光源为准分子激光,光源的波长能达到193纳米。

euv工艺:激光激发等离子来发射EUV光子,光源的波长则为13.5纳米。

3、光路系统不同

普通工艺:主要利用光的折射原理。其中,浸没式光刻机会在投影透镜与晶圆之间,填入去离子水,使得193nm的光波等效至134nm。

euv工艺:利用的光的反射原理,内部必须为真空操作。

二、光刻机 水

28nm浸液式光刻机实际是193nm光源的DUV光刻机,以水为界质缩小光源波长。

这里的“28nm光刻机”的叫法不是正确的叫法,而是193纳米ArF浸润式光刻机,其指的只是能够被用来制造出28纳米芯片的光刻机,而且爆料称该光刻机能够制造出7纳米的芯片。但又因为美国的半导体产业的制裁,该光刻机在批量生产的过程中遭到了延迟。ArFi就是浸润式ArF,也被称为DUV。这次大家寄予厚望的就是ArFi,国际上一般用于28nm及以上制程,所以这可能是其被称为“28nm光刻机”的原因。但ArFi上FinFET工艺可以做到14nm,再上多重曝光可以做到近似于7nm。

三、有了刻蚀机还需要光刻机吗

刻蚀机和光刻机的区别:光刻机把图案印上去,然后刻蚀机根据印上去的图案刻蚀掉有图案(或者没有图案)的部分,留下剩余的部分。刻蚀相对光刻要容易。如果把在硅晶体上的施工比成木匠活的话,光刻机的作用相当于木匠在木料上用墨斗划线,刻蚀机的作用相当于木匠在木料上用锯子、凿子、斧子、刨子等施工。蚀刻机和光刻机性质一样,但精度要求是天壤之别。木匠做细活,一般精确到毫米就行。做芯片用的刻蚀机和光刻机,要精确到纳米。现在的手机芯片,如海思麒麟970,高通骁龙845都是台积电的10纳米技术。10纳米有多小呢?打个比方。如果把一根直径是0.05毫米头发丝,按轴向平均剖成5000片,每片的厚度大约就是10纳米。现在世界上最先进的光刻机是荷兰的ASML公司,最小到10纳米。台积电买的都是它的光刻机。ASML公司实际上是美国、荷兰、德国等多个国家技术合作的结果。因为这方面的研究难度太大,单个国家完成不了。除了ASML,世界上只有我们还在高端光刻机上努力研发。

我们是受到技术禁运的,不能买他最先进的产品,国内上海量产的是90纳米的光刻机。技术上有差距。2017年,长春光机所“极紫外光”技术获得突破,预计能达到22-32纳米,技术差距缩小了。

我相信,不久的将来,我们的科技人员一定能研制出世界一流的光刻机,不再被卡脖子。核心技术、关键技术、国之重器必须立足于自己。科技的攻关要摒弃幻想,靠我们自己。

四、为什么要开发浸没式光刻机

浸没式光刻机是采用折射和反射相结合的光路设计且曝光区域与光刻机透镜之间充满水的光刻设备。

浸没式光刻机是采用折射和反射相结合的光路设计可以减少投影系统光学元件的数目,控制像差和热效应,实现1.35的数值孔径NA。浸没式光刻机工作时并不是把晶圆完全浸没在水中,而只是在曝光区域与光刻机透镜之间充满水。光刻机的曝光头(exposure head)必须特殊设计,以保证:(1)水随着光刻机在晶圆表面做步进-扫描运动,没有泄露;(2)水中没有气泡和颗粒。在193nm波长下,水的折射率是1.44,可以实现NA大于1。

五、浸没光刻机为什么一定要用水泡

一、DUV技术由日本和荷兰独立发展:   

  ArF干法后期两大路径之争,ArF湿法胜于F2。2002年DUV技术在干法ArF后期演化成2条主要进化方向:

  其一是用157nm的F2的准分子光源取代193nm的ArF光源。该方法较浸没式ArF更为保守,代表厂商是尼康和佳能。

  其二,采用台积电林本坚的方案,依然使用193nm的ArF光源,但是将镜头和光刻胶之间的介质由空气改成液体。

  193nm的光经过折射后,等效波长为134nm,从而实现比F2光源更高的分辨率。浸没式ArF的代表厂商是ASML和台积电。由于F2光源无法穿透水,因此无法和浸没式技术相结合,进一步提升分辨率。ArF湿法在光刻精度上胜于F2。

  以ArF浸没式为切入点,ASML成为DUV时代龙头。2002年台积电林本坚提出ArF浸没式方案,随后ASML在2003年成功推出第一台浸没式光刻样机。尼康虽然在2006年也顺利推出ArF浸没式光刻机,但市场先机早已被ASML夺走。伴随着ASML和台积电ArF浸没式技术的成功,ASML和台积电实现了双赢。在光刻机领域,ASML开始奋起反超Nikon;台积电也成为第一家实现ArF浸没式量产的公司。

  因为ArF系列光刻机可用于制造7nm-130nm制程的芯片,而且该制程范围内的芯片占芯片供应的60%多,所以ASML的市场份额快速提高,自2006年超越尼康成为全球光刻机龙头以后,其行业领导地位维持至今。同时,由于核心浸没式技术主要来自台积电,所以美国在DUV领域不具备统治地位,ASML向中国出货DUV光刻机也无需得到美国授权。

六、浸没式光刻

phenom是羿龙电脑主板。

羿龙,Phenom+HD 3800+AMD 7系列主板。羿龙是AMD公司的一款处理器,“羿龙”的“羿”取自中国古老神话“后羿射日”的典故,“后羿射日”代表了传统文化取向,有一种浪漫英雄主义的情结映在其中。

通过与IBM公司的合作,AMD公司已经制定了一个稳定、高效的浸没式光刻技术进程,在保持产量符合传统光刻技术的同时更是有着超过常规光刻技术40%的涨幅,采用AMD公司45纳米技术的晶圆已经开始应用浸没式光刻技术了,AMD公司的分析表明,浸没式光刻技术是一种比传统光刻技术更有效率,更具本效益的方法。

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