圖說(shuō)光刻機的4大核心技術(shù)
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7nm LPP EUV實(shí)際產(chǎn)品中EUV和ArFi的對比
1. 實(shí)際的光刻機簡(jiǎn)要系統
2. 7LPP是什么意思？
臺積電的"7LPP"中"LPP"代表"Low Power Plus"，即"低功耗增強版"。7LPP是臺積電7納米工藝的一個(gè)變種，主要特點(diǎn)是在保持高性能的同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化了功耗表現。
7LPP工藝通過(guò)改進(jìn)晶體管設計和制程技術(shù)，實(shí)現了比前代7納米工藝更低的功耗和更高的晶體管密度。具體來(lái)說(shuō)，臺積電的7LPP工藝相較于10納米工藝，可以縮小多達40%的芯片面積，速度提高20%，并降低50%的功耗。這表明7LPP工藝在性能、功耗和面積(PPA)方面都有顯著(zhù)的提升。這使得7LPP工藝非常適合那些對能效有較高要求的應用，如智能手機、高性能計算等。
在7LPP之后，臺積電又陸續推出了N7+、N5等更先進(jìn)的工藝。
說(shuō)明：而第五代叫做ArFi，前面三個(gè)字母相同，因為采用的也是193nm光源，但這種又與ArF不一樣，之前所有的光刻機其介質(zhì)采用的是空氣，但到了ArFi時(shí)，采用的是水。I就是浸沒(méi)式的意思，Immersion的縮寫(xiě)。光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)水時(shí)，會(huì )有折射，所以雖然ArFi光刻機采用193nm波長(cháng)光源，等經(jīng)水折射時(shí)，等效于134nm波長(cháng)的光源，所以這種光刻機，叫做浸潤式光刻機。
EUV（極紫外光刻）：EUV代表"Extreme Ultraviolet Lithography"，即極紫外光刻技術(shù)。它使用波長(cháng)大約為13.5納米的極紫外光進(jìn)行芯片制造過(guò)程中的光刻過(guò)程。
由于EUV光的波長(cháng)遠遠小于傳統光刻技術(shù)使用的波長(cháng)，EUV光刻技術(shù)能夠實(shí)現更高的分辨率和更小的特征尺寸，這使得它非常適合用于制造7納米及以下工藝節點(diǎn)的集成電路。EUV光刻技術(shù)是當前最尖端的光刻技術(shù)，它允許芯片制造商繼續按照摩爾定律縮小晶體管尺寸，提高芯片的性能和能效。
ArFi（ArF浸沒(méi)式光刻）：ArFi是"Argon Fluoride Immersion Lithography"的縮寫(xiě)，指的是使用ArF（氟化氬）激光源的浸沒(méi)式光刻技術(shù)。ArFi光刻技術(shù)使用193納米波長(cháng)的光源，通過(guò)浸沒(méi)式在光刻機鏡頭和硅片之間使用液體（通常是水）作為介質(zhì)，來(lái)提高光的分辨率。
這種技術(shù)允許在45納米及更大工藝節點(diǎn)的芯片制造中實(shí)現更高的精度。ArFi是DUV（深紫外線(xiàn)）光刻技術(shù)的一種，它是在EUV技術(shù)成熟之前，用于實(shí)現更高分辨率的一種過(guò)渡技術(shù)。
4. 掩膜版
"Single Patterning"（單次光刻）和"Multi-Patterning"（多重光刻）是兩種不同的光刻圖案化技術(shù)，它們用于在硅片上創(chuàng )建復雜的集成電路圖案。
Single Patterning（單次光刻）：這是一種傳統的光刻技術(shù)，其中整個(gè)電路圖案可以通過(guò)一次光刻過(guò)程來(lái)完成。使用單個(gè)掩模版（mask），通過(guò)光刻機將圖案一次性轉移到光刻膠上。
單次光刻過(guò)程相對簡(jiǎn)單，成本較低，適用于較大的特征尺寸，例如90納米或更大的工藝節點(diǎn)。
Multi-Patterning（多重光刻）：隨著(zhù)集成電路特征尺寸的不斷縮小，單次光刻技術(shù)逐漸無(wú)法滿(mǎn)足更高精度的要求，因此發(fā)展出了多重光刻技術(shù)。多重光刻技術(shù)需要多次光刻和刻蝕步驟來(lái)創(chuàng )建更小的特征尺寸。
例如，雙重光刻（Double Patterning）會(huì )使用兩次光刻和刻蝕過(guò)程，通過(guò)不同的掩模版來(lái)創(chuàng )建更小的線(xiàn)寬或間距。多重光刻技術(shù)可以進(jìn)一步擴展為四重（Quad Patterning）或更多次數的光刻，以實(shí)現更高的集成度和更小的特征尺寸。
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