第479章 真假1微米(2)(1/2)
半导体加工工艺,本质上就是一个在硅晶圆上,不断曝光,蚀刻的过程。
而这个工艺的提升的过程,就是曝光时所用的底片图案,不断进行增密的一个过程。
在大家的传统印象里,底片的增密,就是底片精度的提高过程。增密底片图案,除了提高光刻机精度,就没有别的办法了吗?
在我们的常生活当中,有个不恰当的例子,那就是色印刷将会十分明显。
光刻机内部光路对于光线的俘获能力是有限的,如果没有足够的能量到达光刻胶上,光刻胶将无法充分反应,使得其尺寸和厚度不能达到要求。
在后续的显影、刻蚀工艺中起不到应有的作用,导致工艺的失败。
所以用这个方法,步进到7nm,就做不下去了。因为从原理上就出现了问题。
7nm之后,必须使用euv光刻机,那个对中国运的光刻机,就是这个道理。
在这个阶段,它还不是个问题。阻碍晶圆工艺进步的主要原因,来自生产设备,工艺,而不是原理。
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任何事都有利有弊。
这种技术的优点非常突出。那就是不需改变现有设备,或者是做很少的改变,就可以达到提高晶圆工艺的要求。
但弊端也很突出。
第一个弊端,麻烦。
这个技术的思想雏形,第一次出现在130nm阶段,第一次完整出现,则是在30nm阶段。
为什么出现得这么晚?
每道图层,都要进行分解,想想就麻烦得很啊。这个方法,完全是没有办法的办法。
换个高精度的光刻机及其配工艺,一下子不就解决了嘛!这也是在30nm之前,基本上无人往这个方向思考的原因。
其次,成本。
加工一块芯片所需要的加工工序数目增加了。原来一次加工的步骤,现在要两次,甚至四次才可以。
这在商用芯片的制造上,是很致命的。
例如,如果只采用一次加工,良品率为7成。这完全是个可以接受的数字。但是当一次加工,改成四次加工的时候,整个工艺的良品率就会下降到2成。
多重图案法的核心,是把一张图片分解成多张。这里还会存在分图片互相校准的问题。所以,在实际的生产过程中,采用这种工艺以后,其良品率会极大降低。
用刚才的例子数据来计算,良品率,会从7成,下降到不到一成!
英特尔之所以在10nm节点,耗费了接近5年的时间,跟他们的多重四图案曝光良率较低,有关系。
对于一个芯片厂来说,良品率就是他们的饭碗。
如果在14nm的时候,芯片成本是300美元。升级芯片生产工艺的目的,自然是因为进程越高,占用的晶圆面积越小。采用新工艺后,芯片的生产成本,也自然降低。同样功能芯片,它的成本在10nm时代,应该降为150美元才对。
但这种工艺,增加了工序的数目,实际上已经增加了芯片的加工成本。再加上良品率的问题,采用新方法生产出来的芯片,弄不好成本还高于300美元了。
在这种况下,为什么要量产10nm
在intel占据垄断地位的时候,表现就更为突出。这也是pc的cpu连续多年,速度根本没有怎么提升的根本原因。
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