Jim博士：为什么65纳米分辨率光刻机不能制造28纳米芯片？

这几天，网络关于“65纳米光刻机”的讨论已经非常多了。

但是人云亦云，没有一个权威的论证，很多人对“65纳米光刻机”到底是什么，越来越疑惑；甚至很多人简单的用“8纳米套刻精度”来论证65纳米光刻机的分辨率。

不过，经过大量的科普工作，现在大多数人已经形成了一个基本共识：

65纳米分辨率、8纳米套刻精度的ArF光源光刻机，大概是20年前的阿斯麦机台 ，也就是大家普遍引用的“XT:1460K”。

那么，它能通过多重曝光实现更高的芯片节点吗？

2008年，IEEE上发表了一篇文章，讨论193纳米光刻机的套刻精度控制问题，我们引用这篇文章的数据，来做一个小结。

下图是整理的阿斯麦从干式光刻机（870G到1400E）到初代的浸没式光刻机（1700Fi，1900Gi）等机器的分辨率和套刻精度。

为了方便大家理解，我把数据图简单的翻译了一下：

其中最上面的蓝色线，是光刻机分辨率，在干式光刻机年代，它基本上就是芯片的节点名。我们可以清楚地看到，阿斯麦早期的干式ArF光刻机XT:1400E的参数正好是65纳米分辨率、8纳米套刻精度 。

图中的橙色线，指的是当前的分辨率下，容许的套刻精度，比如65纳米分辨率，容许的套刻精度是11纳米 。所以，光刻机的套刻精度达到8纳米，是符合65纳米分辨率的工艺要求的。

其实我们从上面这个图就可以看到，在65纳米分辨率之前，阿斯麦的光刻机的套刻精度都是远远低于套刻精度预算的，所以通常我们并不是十分关注套刻精度。但是到了65纳米，也就是进入了干式光刻的极限，套刻精度的冗余度几乎没有了。

但是，请注意，上述套刻精度的要求，是指的单次曝光的套刻精度。

历史上，由于65纳米光刻机之后，阿斯麦直接过渡到浸没式光刻机，所以实际上并没有采用过65纳米光刻机来量产32纳米、28纳米芯片。

根据这篇文章的提示，我查了一下资料，在20年前，浸没式光刻机量产之前，阿斯麦的的确研究过65纳米干式光刻机（数值孔径0.93）来做双重曝光实现40纳米分辨率。

这篇文章发表在2006年的IEEE会议上。

这篇文章通过模拟和实验，得出初步的结论：

对于0.93NA的65纳米分辨率干式光刻机，单次曝光的套刻精度预算是8纳米；而双重包括的套刻精度预算是5.6纳米。

所以，实际上，使用8纳米套刻精度的65纳米分辨率，即便是双重曝光到40纳米分辨率的要求都还没达到 。而40纳米只是浸没式光刻机的单次曝光能力。

所以，根据简单的历史资料分析，我们就可以很容易理解，65纳米分辨率光刻机、8纳米套刻精度基本上只能完成65-55纳米的制程，并不能通过双重曝光完成32纳米、28纳米等更高分辨率的制程。

我们下期见！

芯片中纳米指的是什么#5nm芯片

芯世界：纳米指的是什么？

欢迎大家来到灏奇“芯”世界，我是你们的致美老师。

我们常常有听到某某某新出的手机采用的是 5 纳米或者是 7 纳米的芯片，纳米究竟是什么意思？我们今天就来聊一聊。

1. 在芯片制造中纳米是一个重要的技术指标，它直接关系到芯片的性能、能效以及制造成本。具体来说纳米工艺主要指的是芯片中晶体管栅极的最小宽度，这个宽度越小意味着晶体管的密度越大，能够在相同的芯片面积上集成更多的晶体管。

2. 例如最新的 3 纳米工艺芯片可以容纳超过 150 亿个晶体管，这大大提升了芯片的性能和处理复杂任务的能力。此外更先进的制程还能带来能效的提升，即在实现相同性能的情况下耗电更少。

3. 然而制程的提升也意味着制造难度越来越大，对技术和设备的要求也就更高。

今天的分享就到这里，大家有什么问题欢迎大家在下方的评论区留言给我，期待你们的回复。下次我们继续探讨关于芯世界的小知识。记得关注我。

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