Chủ đề thảo luận hôm nay là: Tại sao máy in thạch bản 28nm không thể đạt được quy trình phơi sáng 14nm hoặc thậm chí 7nm thông qua quy trình phơi sáng đa phơi sáng? Trước khi hiểu được kiến ​​thức bán dẫn phức tạp này, trước tiên bạn phải tìm hiểu những điểm kiến ​​thức tiên quyết. Các điểm kiến ​​thức ngày nay bao gồm: Đầu tiên, cái gọi là máy in thạch bản 28nm là gì? Làm thế nào để xác định? Thứ hai, yếu tố nào quyết định độ chính xác tối thiểu của máy in thạch bản? Độ chính xác của lớp phủ là gì? Thứ ba, các thông số thực tế và định nghĩa của bóng bán dẫn; thứ tư, minh họa chi tiết về quy trình tiếp xúc nhiều lần/quy trình bốn lần tiếp xúc SAQP.

Lý do đếm từ được chia thành hai đoạn. Hôm nay tôi sẽ nói về điểm thứ nhất và thứ hai, điểm thứ ba và thứ tư sẽ được thảo luận vào lần sau.

Toàn văn hơn 5.100 từ.

1. Máy in thạch bản 28nm được định nghĩa như thế nào?

Trước hết, không có cái tên nào như máy in thạch bản 28nm trong ngành. Câu nói này chỉ tồn tại trong nhân dân, nhưng vì là khoa học phổ thông nên phải giải thích từ góc độ của người thường.

Vậy cái gọi là máy in thạch bản 28 nên được định nghĩa như thế nào?

Theo hiểu biết chung, nếu độ chính xác tối thiểu có thể đáp ứng được độ rộng đường 28nm thì rõ ràng nó có thể được coi là máy in thạch bản 28nm.

Sau đó, câu hỏi lại xuất hiện, độ rộng đường thực tế của 28nm là bao nhiêu?

Cấu trúc bên trong của con chip thực sự giống với một tòa nhà cao tầng. Khoảng cách giữa các bóng bán dẫn phía dưới là nhỏ nhất và khoảng cách giữa các lớp kết nối kim loại phía trên là tương đối lớn. Cái gọi là máy in thạch bản 28nm nên ám chỉ máy in thạch bản đáp ứng kích thước đặc trưng của các bóng bán dẫn nhỏ ở đáy M0/M1.

Kích thước tính năng thực tế của 28nm là gì?

28nm có hai phiên bản cổ điển của quy trình, đó là 28HKMG (cổng kim loại K cao) và 28Poly (cổng polysilicon oxynitride). Trên thực tế, không chỉ có hai phiên bản này. TSMC đã có nền tảng 28nm vào năm đó. Việc mở rộng LP, HPM, HPC, HPC+ và các phiên bản khác chủ yếu nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau của khách hàng. Một số khách hàng theo đuổi tần suất và hiệu suất, trong khi những khách hàng khác theo đuổi tỷ lệ tiêu thụ điện năng thấp hơn. Do đó, mặc dù đều là quy trình 28nm nhưng vẫn có những khác biệt nhỏ ở mỗi phiên bản quy trình.

Lý do chính khiến có nhiều phiên bản quy trình như vậy là những thay đổi trong các quy trình này sẽ dẫn đến những thay đổi trong quy tắc thiết kế.

Một mặt, các quy tắc thiết kế linh hoạt hơn có thể giảm bớt và cải thiện các bước quang khắc. Thứ hai, các quy trình khác nhau có thể cải thiện đáng kể khoảng cách giữa các cổng nhằm mục đích cải thiện hiệu suất hoặc độ rò rỉ.

Theo giới thiệu của các nhà lãnh đạo ngành, 28HPC/HPC+ và 28LP/HP/HPL/HPM có chút khác biệt. Độ dài cổng là 40nm/35nm/30nm đối với phiên bản HPC và 38nm/35nm/31nm đối với phiên bản LP.

Từ thời điểm này mọi người phát hiện ra rằng độ dài cổng thực tế của quy trình 28nm không phải là 28nm. Lớn nhất là 40nm và nhỏ nhất là 31nm. Thực tế có tổng cộng 6 thông số kỹ thuật và thậm chí 22nm có thể được coi là một biến thể của 28nm.

Bắt đầu từ quy trình 40-28nm, độ dài cổng danh nghĩa và thực tế của các nút quy trình không còn tương ứng với một đối một mà tương đối tương đương.

Do đó, để đáp ứng quy trình 28nm, không tính đến các yếu tố quy trình khác, độ phân giải cuối cùng của máy in thạch bản ít nhất phải đáp ứng được. Độ rộng vạch phơi sáng tối thiểu là 40nm, nhưng vì 40nm không phải là quy trình sản xuất hàng loạt chính nên tình hình thực tế ít nhất phải ở khoảng CD=35nm, là chính xử lý máy in thạch bản, mà người bình thường thường hiểu là máy in thạch bản 28nm.

Tôi đã kiểm tra thông số của nhiều mẫu máy in thạch bản ASML khác nhau. Về mặt lý thuyết, bạn có thể thử độ chính xác của NXT1950. Sau khi hỏi ý kiến ​​của Anh Hà, tôi đã nhận được câu trả lời tích cực. Các kỹ sư R&D FAB nước ngoài lần đầu tiên thử sử dụng năm 1950 để phát triển quy trình 28nm.

Tuy nhiên, do gặp nhiều vấn đề của năm 1950 nên nó nhanh chóng bị bỏ rơi, và với sự phát triển của quy trình, 28 máy in thạch bản chính được sản xuất hàng loạt của FAB nước ngoài đã trở thành NXT1960B và NXT1970C.

Trong số đó, 1970C là hữu ích nhất, nhưng tình hình trong nước lại khác. Vào thời điểm đó, tiến độ 28nm trong nước chậm hơn trình độ tiên tiến của nước ngoài khoảng 4-5 năm. Vào thời điểm nó thực sự sắp đi vào sản xuất thì 1970 đã qua đi nên phiên bản sản xuất hàng loạt 28nm trong nước thực chất là NXT 1980D. Đây chỉ là một lời giải thích về tình hình thực tế.

Thực tế, làm quy trình 28nm năm 1980 tương đương với việc dùng đại bác để đuổi muỗi, vì năm 1980 đắt hơn năm 1970 rất nhiều, nhưng không có cách nào, không có pháo cũ, chỉ có thể dùng pháo mới.

Vì vậy, dựa trên tình hình thực tế, chúng ta có thể đưa ra kết luận ở đây: Cái gọi là máy in thạch bản 28nm thực sự nên tham khảo mô hình NXT1970Ci.

Cuối cùng, hai truyện ngắn cũng được đưa vào. Đầu tiên, một ông chủ nào đó nói rằng quy trình HKMG là do Intel gây ra đã đưa thế giới vào hố sâu và đi nhiều con đường sai lầm. Lý do là HK được cho là nhôm.

Thứ hai, như bạn có thể thấy từ các chi tiết trên, ngay cả khi đó là cùng một công ty, cùng một nền tảng quy trình, các phiên bản quy trình khác nhau, các quy tắc thiết kế cũng khác nhau.

Nói cách khác, Nếu ngày nay một công ty thiết kế chip muốn thay thế quy trình tháo băng ban đầu, điều đó có nghĩa là gần như đảo lộn hoàn toàn công việc mô phỏng và thiết kế back-end. Giá thành rất cao, quy trình càng cao cấp thì giá thành càng cao.

Việc các công ty thiết kế vi mạch lớn có tiền cũng không thành vấn đề. Các công ty nhỏ thực sự cần phải suy nghĩ cẩn thận về việc liệu họ có nên thay đổi nhà máy hay nên thay đổi quy trình. Vấn đề này không thể thay đổi chỉ bằng lời nói.

Vì vậy, đừng nghĩ rằng việc một công ty thiết kế chuyển sang nhà máy FAB để sản xuất băng keo là chuyện đơn giản. Nó không giống như việc bạn đi xuống tầng dưới để mua đồ tạp hóa. Nếu cái này không tốt thì hãy thay đổi nó. Nó phức tạp. Không có gì là đơn giản trong lĩnh vực bán dẫn. Đừng sử dụng tư duy hàng ngày để hiểu mọi thứ trong chất bán dẫn. Trên thực tế, nó hoàn toàn không phải là một khái niệm.

Khi có thời gian, tôi sẽ đăng đơn khiếu nại về việc chuyên gia nào trên Internet không biết gì về XX đang la hét mỗi ngày rằng việc mở rộng nhà máy Nam Kinh của TSMC sẽ lấy đi toàn bộ hoạt động kinh doanh FAB trong nước. Chết tiệt, bạn có nghĩ rằng việc chuyển sang một FAB tape-out khác chỉ là một sự thay đổi không? Chỉ cần nắm bắt công việc kinh doanh ngay khi bạn nói?

Thứ hai, các yếu tố quyết định độ chính xác tối thiểu của máy in thạch bản là gì? Độ chính xác của lớp phủ là gì?

Máy in thạch bản là một hệ thống quang học rất lớn. Bất kỳ lỗi nhỏ bên trong hoặc bên ngoài sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả cuối cùng. Trong thế giới ánh sáng, có gì sai thì là sai, có sai sót thì có sai sót.

Nếu bạn nhìn vào nó từ công thức tiêu chí Rayleigh: CD=K1*λ/NA. Rõ ràng có quá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến CD tối thiểu. Nếu bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng bên ngoài K1 thì K1 đại diện cho mức độ trùng hợp, trọng lượng phân tử, kích thước hạt, chất cảm quang của chất quang dẫn, cũng như độ phẳng của tấm wafer silicon, góc tới của ánh sáng và lượng tạp chất/bụi.

Nếu so sánh cùng một nền tảng và bước sóng nguồn sáng, thì các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ chính xác là độ chính xác của phép đo trực tuyến và độ chính xác chuyển động của giai đoạn phôi song công.

Giai đoạn phôi đôi, là công nghệ nền tảng “TWINSCAN” độc đáo của ASML, là bí mật lớn nhất để ASML duy trì khả năng cạnh tranh!

Thêm một câu chuyện ngắn về ASML và Nikon. Tôi từng gọi nó là ba chiếc đinh trên tấm quan tài của Nikon, và đây là chiếc thứ hai.

Cuốn sách "Người khổng lồ in thạch bản" cũng đề cập rằng mặc dù PAS5500 của ASML cũng đã vượt qua chứng nhận của IBM/Intel về quy trình 8 inch, nhưng Intel hiếm khi xem xét ASML trong quá trình mua sắm thực tế. Việc mua quy mô lớn thực tế trên dây chuyền sản xuất là S-204/205 của Nikon.

Mua máy in thạch bản PAS5500 với số lượng lớn từ OEM và các khách hàng lưu trữ như TSMC, Samsung, Micron.

Trên thực tế, xét về năng lực sản xuất thiết bị, PAS5500 mạnh hơn S205. Tại sao Intel không sử dụng nó?

Lý do rất đơn giản, vì đối với Intel, hãng độc quyền thị trường CPU, miếng bánh thị trường đủ lớn và họ có thể kiếm tiền từ đó. Việc sản xuất nhanh hay chậm không quan trọng nên chưa bao giờ yêu cầu năng lực sản xuất cao. Có thời điểm, tỷ lệ sử dụng công suất của Intel chỉ là 60% và thậm chí nó còn không bắt đầu hoạt động vào ban đêm. Từ từ và nhàn nhã không hề hoảng sợ chút nào. Vì vậy, đây là lý do tại sao mặc dù PAS5500 có lợi thế về năng lực sản xuất so với S205 của Nikon nhưng Intel lại không quan tâm đến ASML trong giai đoạn đầu.

Nhưng TSMC thì khác. Năng lực sản xuất là huyết mạch. Sử dụng 60% công suất? Dừng làm việc và không sản xuất vào ban đêm? Đây có phải là một sự lãng phí tiền bạc?

Đối với các công ty đúc như TSMC, họ phải có lợi thế về chi phí, hiệu quả và năng lực sản xuất để bứt phá khỏi chiến trường khốc liệt này và có được chỗ đứng vững chắc trong cuộc cạnh tranh.

Vì vậy cạnh tranh khiến con người tiến bộ, còn độc quyền khiến con người lười biếng. ASML sử dụng máy in thạch bản công suất cao để chiếm được cảm tình của TSMC. Điều tương tự cũng đúng với các nhà máy lưu trữ. Sự cạnh tranh rất khốc liệt. Làm thế nào bạn có thể kiếm tiền nằm như Intel?

Nhưng phải nói rằng, công việc của nhà máy FAB thực sự rất tàn khốc, và chỉ những kỹ sư có tính nhẫn nại và phục tùng tuyệt đối được trau dồi trong giới văn hóa Đông Á mới có thể thích nghi được với nó.

Trước đây TSMC đã nói đùa: Bạn sẽ rất giàu khi làm việc tại TSMC, vì bạn không có thời gian tiêu tiền chút nào.

Sự tàn ác là điều hiển nhiên, thậm chí 996 còn yếu đuối trước FAB!

Công việc và hệ thống của FAB đơn giản không phải do con người thực hiện! Gần đây, có một người bạn nhượng quyền thương mại trên Internet. Trong một bộ truyện dài, câu chuyện của ông về người quản lý nhượng quyền thương mại ở Singapore có tên là "Đánh giá của một cựu chiến binh Chip". Bạn có thể kiểm tra nó. Nó rất thực tế.

Có lẽ sau khi đọc đến đây, bạn sẽ biết tại sao Sajia lại dám đưa ra tuyên bố táo bạo "Nếu nhà máy mới ở Arizona của TSMC làm ăn tốt, tôi sẽ ra sông Colorado để trồng cây và gội đầu".".

Bởi vì tôi nghĩ người dân ở Mỹ không thể làm tốt công việc này, nếu không thì hãy đến Wanwan tuyển người ở đó, nhưng ai cũng biết rằng những người muốn sang Mỹ làm việc đó là để lấy loại người có thẻ xanh có ý đồ xấu thì thực sự là ác nếu họ có thể làm tốt.

Quay lại chủ đề, ASML tăng năng lực sản xuất như thế nào? TAGPH? 5

Nhìn lại, giải pháp thực sự rất đơn giản

Trước khi mẫu được tiếp xúc với tấm bán dẫn, tấm bán dẫn phải được đo và phơi sáng chính xác. Để giảm thời gian cần thiết cho mỗi quy trình và nâng cao hiệu quả, tại sao không bắt đầu đo và căn chỉnh tấm wafer tiếp theo trong khi phơi bày một tấm wafer?

TAG?PH12Theo cách này, hệ thống TWINSCAN đã ra đời


TWINSCAN hệ thống: một người chịu trách nhiệm căn chỉnh sớm

TWINSCAN quang học là hệ thống in thạch bản đầu tiên và duy nhất có nền tảng làm việc wafer kép

Các tấm wafer được tải luân phiên lên nền tảng TWINSCAN. được phơi sáng, tấm wafer còn lại được tải lên nền tảng số 2 để căn chỉnh và đo lường, sau đó hai nền tảng trao đổi vị trí. Ban đầu, tấm wafer trên nền tảng thứ hai được lộ ra và tấm bán dẫn trên nền tảng thứ nhất được dỡ xuống. Sau đó, tấm bán dẫn mới được tải để căn chỉnh và đo lường. Giải pháp song song này có thể tăng đáng kể công suất sản xuất của máy in thạch bản mỗi giờ, giúp TSMC cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất và nâng cao lợi ích cuối cùng.

Năm 2001, nó được ra mắt lần đầu tiên. Hệ thống nền tảng wafer kép TWINSCAN đầu tiên sử dụng công nghệ mang tính cách mạng này đã được xuất xưởng - Máy in thạch bản TWINSCANAT:750T

. máy sử dụng hệ thống nguồn sáng KrF có bước sóng 248nm, hỗ trợ sản xuất quy trình 130nm.

Ngay sau đó, máy in thạch bản i-line của ASML cũng đã giới thiệu máy in thạch bản ánh sáng kép TWINSCANAT:400T; TWINSCANAT:1100. Do đó, từ dòng i đến dòng KrF, T. Hệ thống WINSCAN mở rộng các máy in thạch bản của nhiều mô hình nền tảng ASML khác nhau, mở rộng phạm vi công nghệ và cho phép tất cả các lớp chip được hiển thị trên nền tảng mới

Khả năng đổi mới liên tục của ASML. nâng cấp và nâng cấp tại chỗ.

Do đó, độ chính xác chuyển động của giai đoạn phôi kép ở một mức độ nhất định là chìa khóa cho độ chính xác căn chỉnh của máy in thạch bản!

Thật đáng kinh ngạc khi hiểu được quy trình làm việc của bàn phôi kép!

Chúng luôn di chuyển với tốc độ cao. Khi đứng yên, chúng tăng tốc đột ngột và sau đó dừng đột ngột. Khi đến vị trí cần dừng, độ chính xác thật ngoạn mục.

Nếu tính theo gia tốc tức thời, nó đã vượt quá tốc độ phóng của tên lửa mà không thực hiện bất kỳ động thái nào. sai lầm, bởi vì ở tốc độ này, bất kỳ sai sót nào cũng không thể được bù đắp. Mặc dù toàn bộ wafer sẽ không bị loại bỏ nếu sai, nó sẽ không bị loại bỏ. Bạn có thể bắt đầu lại, nhưng nếu bạn mắc lỗi này nhiều lần, hãy nhanh chóng bỏ chạy. Kỹ sư đến chặt người bằng dao rựa dài 40 mét và lặp lại quá trình này.

Do đó, theo một nghĩa nào đó, hệ thống giai đoạn phôi kép quyết định năng suất tối đa của máy in thạch bản, cũng như độ chính xác của nó, trong thế giới máy quang khắc, điều này được gọi là độ chính xác của lớp phủ - lớp phủ

Lấy. NXT1980Di làm ví dụ, tham số chính thức là OPO≤. 3,5nm, DCO≤1,6nm, MMO≤2,5nm. Thường tệ hơn 4-5

Điểm mấu chốt là phổ biến kiến thức mà 99% không biết

OPO có nghĩa là Độ chính xác của lớp phủ. trên sản phẩm tương tự như quá trình xây dựng một tòa nhà. Nó tương đương với độ chính xác căn chỉnh giữa lần tiếp xúc cuối cùng và lần tiếp xúc hiện tại. Độ chính xác này nằm trong khoảng 3nm.

MMO là. tên viết tắt của Mix-and-MatchOverlay, tương đương với độ chính xác của lớp phủ giữa các thiết bị khác nhau. Giá trị này có thể nhỏ hơn 2,5n m.

Bạn có nhớ quy trình đa phơi sáng không? Một bước rất quan trọng trong quy trình đa phơi sáng là chia mẫu mặt nạ ban đầu thành hai phần để có được mẫu nhỏ hơn .

Rõ ràng, cho dù là OPO, DCO hay MMO, các tham số này cùng nhau xác định xem bạn có thể sử dụng quy trình đa phơi sáng hay không, cũng như tính nhất quán của mẫu phơi sáng sau khi sản xuất hàng loạt và độ chính xác căn chỉnh cuối cùng của lớp trên và lớp dưới. khủng khiếp, và hỗn loạn. Chưa kể sản lượng, ước tính Every wafer phải bị loại bỏ

Hình ảnh này được đăng trên mạng ngày hôm nay:

Hình ảnh được cung cấp bởi một nhóm bạn, nếu có hãy cho tôi biết. vi phạm

Tôi chỉ có thể nói rằng phần trên đầy rẫy lỗi, tại sao NXE3400 lại được viết là NXT, và tại sao NXT2000 đã ngừng sản xuất từ lâu và chưa bao giờ được bán ở Trung Quốc. Tại sao 2050 có thể đạt được 5nm, nếu không nói ra thì có quá nhiều sai sót.

Tôi sẽ đi thẳng. đến dữ liệu do Thầy Quan biên soạn:

TAGPH 82

Hãy cùng tìm lỗi và xem có bao nhiêu sai sót nhé

Quay lại chủ đề.

Lý do 1970 chỉ làm được tới 28nm, 14nm khó lắm chứ đừng nói đến 7nm, lý do là ở đây. So với năm 1980, Lớp phủ năm 1970 còn kém xa!

Hiệu suất của lớp phủ không đủ tốt, tôi không thể làm được!

Vì vậy, giai đoạn phôi kép, ở một mức độ nhất định, là thành phần quan trọng nhất bên cạnh hệ thống nguồn sáng và vật kính.

Độ ổn định, độ chính xác căn chỉnh và thời gian chạy không gặp sự cố trung bình của nó ảnh hưởng trực tiếp đến trạng thái làm việc thực tế của máy in thạch bản và thậm chí ảnh hưởng đến mức độ quy trình và năng lực sản xuất của toàn bộ FAB.

Do đó, cần phơi sáng tới hàng trăm đơn vị (Trường) trên một tấm bán dẫn và máy quang khắc tiên tiến có thể phơi sáng hơn 300 tấm bán dẫn silicon mỗi giờ, đồng thời đảm bảo lượng phơi sáng luôn giống nhau.

Giả sử có 300 đơn vị diện tích cần được phơi sáng trên tấm wafer 12 inch, thì tương đương với 2,16 triệu lần phơi sáng mỗi ngày và 788,4 triệu lần phơi sáng mỗi năm. Độ ổn định và hiệu quả nhất quán của giai đoạn phôi kép và toàn bộ thiết bị là một thử nghiệm lớn.

Có thể những con số này không khiến bạn cảm thấy gì, nhưng sau khi nghĩ lại, nội dung kỹ thuật được thể hiện qua những con số này thực sự gây sốc.

Có người từng so sánh nó với hai chiếc máy bay đang bay với tốc độ cao. Một người trong số họ lấy ra một con dao và khắc chữ ở mặt phẳng kia lên một khu vực có kích thước bằng hạt gạo.

Đây là thử thách khó khăn nhất trong kỹ thuật đối với một cỗ máy có chuyển động cực kỳ chính xác như vậy để duy trì hoạt động ổn định trong 7*24 giờ, với vô số đỉnh cao kỹ thuật cần vượt qua.

Trước đây, người ta tuyên bố rằng một phòng thí nghiệm nào đó ở Trung Quốc có thể đạt được vài nanomet, và rất nhiều người đã quảng cáo rằng việc vượt qua ASML sắp xảy ra. Bạn phải biết rằng có một sự khác biệt rất lớn giữa thiết bị trong phòng thí nghiệm khắc hai đường thẳng và thiết bị thương mại chạy ổn định suốt ngày đêm để hiển thị các đồ họa phức tạp.

Tôi biết rằng Trung Quốc đã đạt được những đột phá về công nghệ chủ chốt ở một số khía cạnh, nhưng vẫn còn một chặng đường dài phía trước và vẫn còn một chặng đường dài phía trước trước khi thành công thực sự.

Truy cập:

Trung tâm mua sắm Jingdong