关于国产新光刻机的猜想

2024-09-17 23:39:16   


我不懂光刻机。这两天到处看看专家的说法,拾了一点牙慧,大体可以小结为:

工信部公布的是:2.1.6 氟化氩光刻机 晶圆直径:300mm;照明波长:193nm;分辨率≤65nm;套刻≤8nm。

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所以:

1、采用氟化氩激光,本身减半后分辨率极限为90nm,为什么要波长减半就要请专家来解释了。

2、通过光学临近矫正(OPC)、多重曝光等技术,可以做到65nm。也可能是浸润式做到的,浸润刚好增大数值口径1.44倍,使得193nm等效为134nm,减半极限刚好约等于65nm。但一般认为不是浸润式,还是干式。

这是喜忧参半的消息。一方面,中国光刻机已经可以用于成熟芯片制造了;另一方面,离世界先进水平还有距离,甚至离不那么先进的水平都有距离。

另外,在工信部的《首台(套)重大技术装备推广应用指导目录》中,和芯片相关的远不只这一个光刻机,还有很多项:

2.1集成电路生产装备

2.1.1硅外延炉 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;应用材料:硅、锗硅

2.1.2湿法清洗机 晶圆直径:300mm;工艺节点优于28nm;用于关键层清洗

2.1.3氧化炉 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm

2.1.4涂胶显影机 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;用于关键层涂胶显影

2.1.5氟化氪光刻机 晶圆直径:300mm;照明波长:248nm;分辨率≤110nm;套刻≤25nm

2.1.6氟化氩光刻机 晶圆直径:300mm;照明波长:193nm;分辨率≤65nm;套刻≤8nm

2.1.7高能离子注入机 晶圆直径:300mm;注入均匀性≤0.5%;能量范围≥1MeV;能量纯度:99.9%

2.1.8低能离子注入机 晶圆直径:300mm;能量范围:200eV~50KeV;注入剂量:5×10^13~5×10^16 ions/cm²;束流大小:0.5~30mA

2.1.9等离子干法刻蚀机 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;用于关键层刻蚀

2.1.10特种金属膜层刻蚀机刻蚀 晶圆规格:12英寸;CD1σ均匀性(片内、片间、批间)≤3%;MTJ特征CD:25~80nm;MTJ侧壁损伤≤2nm;MTJ侧壁陡直度≥80°

2.1.11化学气相沉积装备 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;用于关键层沉积

2.1.12物理气相沉积装备 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;用于关键层沉积

2.1.13化学机械抛光机

铜抛光:晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于14nm;片内及片间非均匀性≤5%;抛光速率>5000Å/min

钨抛光:晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于14nm;片内及片间非均匀性≤5%;抛光速率≥2000Å/min

铝抛光:晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;片内及片间非均匀性≤5%;抛光速率≥2500Å/min

介质抛光:晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm;片内及片间非均匀性≤5%;抛光速率≥1000Å/min

2.1.14激光退火装备 晶圆直径:300mm;工艺节点等于或优于28nm

2.1.15光学线宽量测装备 动态重复性:宽度≤0.1nm,高度≤0.15nm,角度≤0.08°;准确性:线性度≥0.9,斜率:within1±0.1;表面颗粒增加≤4颗@>30nm

都知道芯片制造技术不只是光刻机。网红知道,中国科技当局当然也知道,已经在成体系扎实推进研制了,而且表内罗列的设备大多具有“工艺节点等于或优于28nm”的说法,甚至“工艺节点等于或优于14nm”。显然,已经先行一步,万事俱备,只欠东风了,这东风当然就是光刻机。

当然,东风尚未吹到,至少公布的消息里光刻机还没有达到28nm的分辨率。什么时候能达到,当然是保密的,即使现在实际上已经达到了,也是“就是不告诉你”。

也就是说,即使28nm现在还有光刻机瓶颈,其他也都就绪、只欠东风了。这是好事!

个人感觉:相比于前一阵的绝对保密,现在放出这消息肯定是有用意的,只是具体用意要猜一猜。

内行人一看就知道,还在65nm的水平,那“中国威胁”遥远吗?又是,又不是。

据说65nm相当于ASML 1450,那是2006年推出的,但要说中国还有18年的落后可能误导。没说的就不知道到了哪里,中国肯定不会停步在65nm,这是明摆着的。这一关过去后,下一关应该是分辨率达到或优于28nm。追赶总是更快,尤其下一步目标是28nm的话。这根本不是现在最领先的水平,那还是2010年左右的水平。好比100米自由泳,刚出道的人进入50秒就不容易,下一步直奔46.4秒那是好高骛远,但定个小目标48秒,还是可以较快做到的。

个人无依据盲猜:2-3年内国产光刻机可以达到28nm的分辨率,或许更快。在干式打通技术路线后,浸润式或许不是特别大的台阶,毕竟光源、光路主体都是相通的?与此同时,相关的其他设备和材料也会先行一步,搭好7nm的台,等再下一步的到来。

7nm可以有两条路。浸润式DUV也可以做7nm,但要多次曝光,产率和良率较低。不然就要等EUV了。EUV的光源是13.5nm,也就是说,一上来就可以做7nm。

会不会中国人直接解决光源瓶颈,一步到位EUV?不是说俄罗斯EUV光源给力嘛,有可能合作吗?那个清华的加速器呢?工业明珠一个个西珠东投了,西方手里剩下没几个了。这也意味着容易摘的都摘完了,剩下的越来越难摘了。西方技术领先那么多年,也不全是在吃白饭。

即使EUV或者高端浸润式DUV在短期内还不现实,在一段时间里,28nm全国产化也是很给力的,可以解决一大半现有芯片的生产技术问题,中国芯片大爆产能就有工装保障了。在接下来这一段时间,国产工装和芯片产线要互相帮衬,在实践中共同提高。国产工装需要快速过渡到成熟、盈利和自我滚动发展阶段,芯片产线相信也受够了美欧日的封锁,急于由给力的国产工装接手。这会是中国电车那样的爆发吗?很期待呢。

在中国,只要有钱赚,0-1之后就是一拥而上,然后在1-9的路上推推搡搡争先恐后。据说熊来的时候,你不需要是跑得最快的,只要比和你一起跑的人快一步就行。但在中国,跑着跑着,熊不见了,再一回头,咦,熊怎么在这?

在某种意义上,光刻机、民航客机也跨入世界第一梯队,可以象征着中国制造跨入全新境界。相信就像中国高超音速技术一样,一旦进入自由王国,会很快在技术上领先、成本上碾压双管齐下。

到时候就要西方好好见识了。叫唤什么产能过剩,你们还没有见识过真正的产能过剩呢!