专家解读65纳米光刻机的分辨率
近期,互联网上关于“65纳米光刻机”的讨论颇为热烈,但诸多言论缺乏权威依据,导致不少人对这一技术概念的理解愈发模糊。有人仅凭“8纳米套刻精度”来阐释65纳米光刻机的分辨能力,这种简化处理加深了混淆。幸运的是,随着科普工作的推进,大众逐渐达成一项共识:提及的65纳米分辨率、搭配8纳米套刻精度的ArF光源光刻机,其原型大约是20年前阿斯麦公司推出的“XT:1460K”型号。
接下来的问题是,这款光刻机能否借助多重曝光技术达到更高级别的芯片制造节点?回顾2008年IEEE发表的一篇文章,文中探讨了193纳米光刻机在套刻精度控制上的挑战,我们借此文数据分析来简要概括。
文章中列举了阿斯麦一系列光刻机,从干式(如870G至1400E)演进到初代浸没式(如1700Fi、1900Gi),展示了它们的分辨率与套刻精度变化。图表中,顶部蓝色线条代表光刻机分辨率,干式光刻时代,这几乎等同于芯片的节点名称。显而易见,阿斯麦的XT:1400E型干式ArF光刻机匹配了65纳米分辨率和8纳米套刻精度的标准。
橙色线条则展示了在特定分辨率下允许的最大套刻精度偏差,例如在65纳米分辨率下,允许的偏差为11纳米。因此,8纳米的套刻精度完全满足65纳米工艺标准。值得注意的是,在65纳米节点前,因套刻精度有较大余量,其重要性未被充分重视。而抵达65纳米时,随着干式光刻接近极限,套刻精度的富余空间几近消失。
需强调的是,上述套刻精度标准是基于单次曝光而言。
实际情况中,阿斯麦跳过了65纳米光刻机直接进入浸没式技术,用于32纳米、28纳米芯片的大规模生产。不过,历史资料显示,该公司曾探索使用数值孔径为0.93的65纳米干式光刻机,通过双重曝光技术实现40纳米分辨率,这在2006年的IEEE会议上有论文记载。
该研究指出,对于0.93数值孔径的65纳米光刻机,单次曝光要求的套刻精度为8纳米,而在双重曝光模式下,要求进一步提高到5.6纳米。这意味着,即便是8纳米套刻精度,在双重曝光至40纳米分辨率的需求面前也显得不够。况且,40纳米仅是浸没式光刻机单次曝光的水平。
根据可得的历史资料分析,65纳米分辨率、8纳米套刻精度的光刻机主要适用于65至55纳米的芯片制造过程,无法有效通过双重曝光技术跨入32纳米、28纳米等更精细的制造领域。
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