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  • 發布時間:2020-10-19 17:32 原文鏈接: 5nm是物理極限芯片發展將就此結束?(二)

    有外媒報道的勞倫斯伯克利國家實驗室將現有最精尖的晶體管制程從14nm縮減到了1nm,其晶體管就是由碳納米管摻雜二硫化鉬制作而成。不過這一技術成果僅僅處于實驗室技術突破的階段,目前還沒有商業化量產的能力。至于該項技術將來是否會成為主流商用技術,還有待時間檢驗。

    再來說說光刻機分辨率的事要想做出更小制程的芯片,不僅要求材料能夠達到這個極限,光刻機的分辨率也是一個非常重要的指標。如果光刻機無法曝出這么細的線條,那么再好的技術也是白搭。

    要想提高分辨率,可以從光源、孔徑NA和工藝三個方面來考慮。

    光刻機分辨率:從1.0μm到7nm的演變過程、光源波長從436nm(G-line),經歷356nm(I-line)和248nm(KrF),到193nm(ArF)、EUV的過程;NA從0.35經歷了0.45、0.55、0.6、0.85;K1因子的變化由0.8~0.4等。然而,短波光學系統設計加工及相關材料的開發、NA的繼續增加和K1的不斷減小正面臨著一系列的挑戰。例如:大NA光學系統將導致焦深的減少,造成工件臺和環境的控制更加苛刻,要求物鏡波面差更小;較低的K1導致掩膜誤差因子的增大,造成復制圖形精度和保真度的下降。

    EUV的基本工作原理:激光對準氙氣噴嘴。當激光擊中氙氣時,會使氙氣變熱并產生等離子體;一旦產生等離子體,電子便開始逃逸,從而發出特定波長的光;接著這種光進入聚光器,然后后者將光匯聚并照到掩膜上;通過在反射鏡的一些部分施加而其它部分不施加吸收體,在反射鏡上形成芯片一個平面的圖案的光學表示,這樣就產生了掩膜;掩膜上的圖案被反射到四到六個曲面反射鏡上,從而將圖像微縮,并將圖像聚投到硅晶圓上;每個反射鏡使光線稍微彎曲以形成晶圓上的圖像,這就像照相機中的透鏡將光彎曲以在膠片上形成圖像一樣。

    整個工藝必須在真空中進行,因為這些光波長太短,甚至空氣都會將它們吸收。此外,EUV使用涂有多層鉬和硅的凹面和凸面鏡。如果沒有涂層,光在到達晶圓之前幾乎就會被完全吸收。

    不過雖然原理簡單,但是這種光源設備和鏡頭目前中國還暫時沒有這類技術,目前唯一能做出EUV光刻機的只有荷蘭的ASML,中國還需要加油。


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