波长为193nm(纳米)、区分率≤65nm、套刻≤8nm……日前,工信部的一份文献牛奶姐姐 足交,再次把国产光刻机推入公众视线,甚而传出洋产DUV光刻机打破8nm工艺的“重磅音问”。
9月9日,工信部旗下微信公众号“工信微报”推送了工信部于9月2日签发的对于印发《首台(套)重要工夫装备实践愚弄指引目次(2024年版)》的见告文献,见告文献中的“电子专用装备”的第一项即“集成电路坐褥装备”,明确提到氟化氪(KrF)光刻机和氟化氩(ArF)光刻机的工夫主张,尤其是氟化氩光刻机,文献表明其套刻精度≤8nm。
《中国打算报》记者阻扰到,该文献如故发布后,对于国产光刻机赢得大打破的言论“喜大普奔”,还有东谈主把“套刻≤8nm”误以为8nm光刻机。事实上,套刻精度指的是每一层光刻层之间的瞄准精度,而≤8nm的套刻精度并不一定代表能制造8nm工艺的芯片。
“光刻机套刻小于8纳米,逻辑上对应的区间,也能上到进修区间,甚而更高一些。但别指望它掩饰手机用的处理器工艺,主要照旧面向进修区间。”半导体行业资深不雅察东谈主士王如晨对记者默示,工信部文献表格里不啻氟化氩光刻机,还有配套斥地,是个小生态,“看工艺节点,都侧重进修区间,尤其28纳米”。
制造更小线宽芯片的主张
需要指出的是,早在6月20日,工信部就发布了《首台(套)重要工夫装备实践愚弄指引目次(2024年版)》公示,“集成电路坐褥斥地”一栏当中就有一款氟化氪光刻机和一款氟化氩光刻机。
随后在9月,工信部再次发布见告文献,这是对外负责公布。依照不同光源,光刻机可分为UV(紫外)、DUV(深紫外)以及EUV(极紫外)三大类型。而见告文献中的氟化氪光刻机和氟化氩光刻机,两者均属于第四代DUV光刻机。
当今来说,光刻机共履历了五代发展,跟着波长从最早的436nm到最新的13.5nm,芯片制程也徐徐达到接近极限的3nm。
光刻机性能若何,有两个重要场地:一是光刻机波长,二是物镜系统的数值孔径(NA)。证实著名公式——瑞利判据,即CD=k1*λ/NA。CD代表线宽,即芯片可达成的最小特征尺寸;λ代表光刻机使用光源的波长,NA指的是光刻机物镜的数值孔径,也便是镜头集中光的角度范围;k1是一个通盘,取决于芯片制造工艺联系的繁多要素。
证实这个公式,淌若要制造更小线宽的芯片,即CD值越小,可使用波长更短的光源、更大数值孔径的物镜和驳斥k1值这些主张。
比如荷兰半导体斥地制造商阿斯麦(ASML)的EUV光刻机,光源波长唯一13.5nm牛奶姐姐 足交,同期ASML也在不断提高光刻机的孔径,以用于7nm甚而更高工艺制程芯片的制造。
而在光刻机物镜和晶圆之间加入超纯水,把水四肢介质,不仅变相地把光源波长等效镌汰,也变相地进步了NA数值。而这种加入了超纯水的光刻机被称为浸没式光刻机,由此DUV光刻机也能达到光学区分率的天花板。
然而,浸没式光刻机表面上容易,但工程达成相配发愤。有着“浸润式光刻机之父”之称的林本坚,在台积电任职期间,单单一个浸液系统,该团队就耗时2年,修改了7—8回才达成打破。业内东谈主士称,浸没式光刻机的研发难度之高,相配于在月球上用枪打到地球上的一个标的。
区分率≤65nm、套刻≤8nm是什么水平
除了以上花样外,多重曝光亦然进步光刻机制造工艺的一种工夫。比如ASML浸润式DUV光刻机NXT:1980的区分率≤38nm,却不错复古台积电第一代7nm工艺的坐褥,靠的便是多重曝光工夫。
四肢光刻机的一个进犯工夫主张,套刻精度每每指的是“多重曝光能达到的最高精度”,它决定了每次曝光之间物理位移的最小极端,径直影响着多层曝光工艺的质料和效果。跟着工艺节点不断缩放至14nm、10nm、7nm,多重曝光成为必要技巧。
那么,见告文献中的ArF光刻机(光源波长193nm,区分率≤65nm,套刻≤8nm)极限能作念到几许纳米制程?处于什么水平?极截止程能达到几许纳米?
空洞来看,这种规格的国产ArF光刻机性能与ASML于2015年二季度出货的ArF光刻机TWINSCAN XT:1460K(区分率为≤65nm,套刻精度<5nm)较为接近。而按套刻精度与量产工艺1∶3的关系,这个光刻机表面上可量产28nm工艺的芯片。
不外,业内东谈主士以为,商酌到套刻精度极端更大等原因,该国产ArF光刻机可能还到不了“28nm光刻机”的区分率条目。总体来说,此次曝光的国产DUV光刻机,应该是之前90nm区分率的国产光刻机的纠正版,能用于55—65nm的进修制程芯片制造需求。
“工信部表格里不啻氟化氩光刻机,还有配套斥地,是个小生态。看工艺节点,都侧重进修区间,尤其28纳米。”王如晨默示,淌若范畴化实践,FAB(晶圆厂)见效量产,中国除了手机等场景外,有更大或者说果真兴趣上的自主性,“绝大部分民用、工业、国防的场景宽裕了。”
国产光刻机上前迈了一小步
光刻机四肢半导体制造的中枢斥地,其工夫水平径直决定了芯片的性能和品性。恒久以来,我国在光刻机界限一直受制于东谈主,高端斥田主要依赖入口。
比拟之前90nm区分率的国产光刻机,新的65nm区分率已经有了一定的越过。固然,咱们依然要表示刚劲到国产光刻机与海外先进水平之间的差距。
需要指出的是,见告文献所败露的这款ArF光刻机依然是干式DUV光刻机,而非更先进的浸没式DUV光刻机(也被称为ArFi光刻机)。
对于国产光刻机厂商来说,从干式DUV转向浸没式DUV这如故过还有许多难题需要贬责,不单是是工夫方面。ASML尽管在2006年就推出了首台量产的浸没式DUV光刻机XT:1700i,但却是在2010年代前后才依靠浸没式DUV光刻机击败了那时的光刻机两大巨头佳能和尼康,建立了霸主地位。
ASML财报高傲,2023年中国成为该公司的第二大市集。2024第一季度和第二季度,ASML中国地区销售额占比都是49%,第二季度以销售额论,ArFi占比50%,高出EUV的31%。
其实,ASML起头进的EUV光刻机早已被皆备不容出口中国;客岁10月,好意思国又更新了先进芯片制造工夫出口管理,将截止出口中国的光刻机范围扩大,即扩大至剿袭多重曝光梗概达成先进制程能力的光刻机。
9月6日,荷兰政府秘书,扩大光刻机出口管理范围至浸没式深紫外光刻斥地,与好意思国的管理“对皆”,ASML淌若要向中国出口TWINSCAN NXT:1970i和1980i型号浸润式DUV光刻系统,需要先向荷兰政府恳求出口许可证。
业内东谈主士以为,ASML进一步收紧先进DUV的出口,是运转国产最新光刻机信息公布的要素之一。对此,王如晨默示:“赶在好意思国恫吓荷兰政府加了一个出口许可关而ASML互助发声后,本就算是作念了一次侧面的抵挡。”
女同91申万宏源证券以为牛奶姐姐 足交,官方败露中枢斥地发扬提振市集信心,国产光刻机联系产业链受益,国内晶圆厂扩产自主可控可期,国产半导体斥地举座受益。中芯国际、朔方华创、中微公司、拓荆科技、微导纳米、上海微电子等产业链企业,都将从国产65nm的ArF光刻机中得到发展契机。