中国的光刻技术和荷兰ASML的EUV光刻技术,关键点的区别

 生活杂谈     |      2020-10-28 16:22
中国的光刻技术和荷兰ASML的EUV光刻技术,关键点的区别在于采用紫外光源的不同和光源能量控制。
一、中国光刻技术采用193nm深紫外光源,荷兰ASML的EUV采用13.5nm极紫外光源。

中国的光刻技术和荷兰ASML的EUV光刻技术,关键点的区别
光刻是制程芯片最关键技术,制程芯片过程几乎离不开光刻技术。但光刻技术的核心是光源,光源的波长决定了光刻技术的工艺能力。
我国光刻技术采用193nm波长的深紫外光源,即将准分子深紫外光源的波长缩小到ArF的193nm。它可实现最高工艺节点是65nm,如采用浸入式技术可将光源缩小至134nm。为提高分辨率采取NA相移掩模技术还可推进到28nm。
到了28nm以后、由于单次曝光的图形间距无法进一步提升,所以广泛使用多次曝光和刻蚀的方法来求得更致密的电子线路图形。
荷兰ASML的EUV光刻技术,采用是美国研发提供的13.5nm极紫外光源为工作波长的投影光刻技术。是用准分子激光照射在锡等靶材上激发出13.5nm光子作为光刻技术的光源。
极紫外光源是传统光刻技术向更短波长的合理延伸,被行业赋予了拯救摩尔定律的使命。
当今的ASML的EUV光刻技术,巳能用13.5nm极紫外光制程7nm甚至5nm以下芯片。而我国还是采用193nm深紫外源光刻技术,如上海微电子28nm工艺即是如此。
虽然我们采用DUV光刻技术通过多重曝光和刻蚀方法提升制程工艺,但成本巨大、良率较低、难以商业化量产。所以光源的不同导致光刻技术的重大区别。
二、在光刻技术的光源能量精准控制上,我国光刻技术与荷兰的EUV也有重大区别。
光刻技术的光学系统极其复杂,要减小误差达到高精度要求,光源的计量和控制非常重要。它可通过透镜曝光的补偿参数决定光刻的分辨率和套刻精度。
光刻技术的分辨率代表能清晰投影最小图像的能力,和光源波长有着密切关係。在光源波长不变情况下,NA数值孔径大小直接决定光刻技术的分辨率和工艺节点。
我国在精密加工透镜技术上无法与ASML采用的德国蔡司镜头相比,所以光刻技术分辨率难以大幅提高。
套刻精度是光刻技术非常重要的技术指标,是指前后两道工序、不同镜头之间彼此图形对准精度。如果对准偏差、图形就产生误差,产品良率就小。
所以需不断调整透镜曝光补偿参数和光源计量进行控制,达到满意的光刻效果。我国除缺少精密加工透镜的技术外,在光源控制、透镜曝光参数调整上也是缺乏相关技术的。
我国在5G时代、大数据和人工智能都要用到高端芯片,离不开顶尖的光刻技术,这是必须要攀登的“高峰”。相信我国刻苦研发后能掌握先进的光刻技术和设备,制程生产自己所需的各种高端芯片。
  
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