在芯片制作范畴,7nm及以下制程常被视为有必要依靠EUV光刻机的技能关卡。
但现实情况是,即便没有EUV光刻机,经过滋润式DUV光刻机合作刻蚀设备,也能完结7nm乃至更先进制程的芯片出产。
传统认知中,滋润式DUV光刻机利用水的折射将波长等效为134nm,理论极限半节距约38nm,难以直接满意7nm芯片所需的27-30nm半距离要求。
但经过工艺立异,这一瓶颈被打破——经过屡次曝光合作刻蚀与薄膜堆积工艺的循环操作,将单一光罩图画拆解为多道工序逐渐完结。
这种工艺形式相似拼图游戏:当单次光刻分辨率缺乏时,将图画分解为多个子单元,经过光刻、薄膜堆积、刻蚀三大中心工艺的重复循环,逐层叠加完结电路搬运。
例如,本来一次成型的光刻进程被拆分为屡次曝光,每次仅完结部分图形的刻蚀,再经过薄膜堆积构成新的待刻层,终究经过屡次循环完结纳米级精度的电路构建。
这种工艺对刻蚀设备提出了极高要求。刻蚀进程需求准确操控速率、各向异性、挑选比等参数,任何细小误差都会影响后续循环,最终导致良率下降。
而且跟着芯片向3D结构演进,堆叠层数添加,刻蚀工艺的复杂度与精度要求呈指数级增加。这种趋势下,刻蚀设备的战略地位正逐渐逾越传统光刻设备。
值得重视的是,国内刻蚀设备工业已获得明显打破。中微公司、使用资料、屹唐半导体等企业经过技能攻关,在全球刻蚀设备商场占有超越10%的比例。这一些企业起步虽晚,但在要害技能指标上已完结与世界领先水平的对标。例如,中微公司的介质刻蚀设备已进入台积电等一线nm及以下制程的刻蚀设备研制开展顺畅。
这种技能打破的背面,是国产设备在刻蚀速率操控、深宽比优化、均匀性提高等中心指标上的继续打破。尤其是在3D NAND闪存等需求深邃宽比刻蚀的使用场景中,国产设备已展现出与世界厂商竞赛的实力。
从工业开展的新趋势看,跟着先进封装、3D芯片堆叠等技能的遍及,刻蚀工艺在芯片制作中的价值占比将继续攀升。在EUV光刻机供给受限的布景下,刻蚀设备的战略地位益发凸显。国内厂商经过继续的技能投入与产线验证,正在慢慢地打破世界独占,为先进制程芯片的国产化供给要害支撑。
这种技能途径的演进标明,在半导体制作范畴,工艺立异往往能打破单一设备的物理约束。经过多工序协同与设备功能提高,即便没有最先进的光刻设备,仍能完结先进制程的打破。这种设备组合拳的思路,正为我国半导体工业拓荒出一条共同的包围之路。