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在计算机行业，芯片的制作是一个特别关键的环节。其中，光刻机是芯片制作的重要工具，而光刻精度的高低直接影响到芯片的品质。本文将围绕着国产90nm的光刻机，经多次曝光后，能制造28nm芯片这一话题，从原理、技术和成本等多方面展开，详细解析光刻机制造芯片形成的复杂过程。
光刻机的传统制程光刻机是一种非常重要的微电子设备，其主要作用就是将电路图案刻写在硅片上，从而使芯片形成。而究竟怎样实现这一过程呢？下面，我们将通过详细的介绍，来揭开光刻机的神秘面纱。
1、传统制程原理
光刻机是通过将电子线路图案投射到硅片上，最终形成电路图案的过程。在具体的制程过程中，光刻机要分别完成掩模、曝光和显影三个过程，最终生成芯片。其中，曝光过程是光刻机制造芯片中非常重要的一个过程，曝光后根据所需精度，需要经过湿法洗蚀、干法刻蚀等一系列加工程序，最终形成晶圆成品。
2、传统制程技术
在传统光刻机制造芯片过程中，往往会采用传统单重曝光技术。这种技术的优点在于成本低、色散小、精度较高，是目前光刻机制造芯片的主流技术之一。同时，单重曝光技术还有一个非常重要的优势：可以适应不同的制程要求，也就是说，单重曝光技术可以广泛地运用于各种不同领域的芯片制造。
、传统制程成本
传统光刻机制造芯片的成本主要取决于设备成本和材料成本两方面的因素。其中，设备成本主要指的是芯片厂家购买设备所需的成本，而材料成本则主要是指各种制造芯片所需的辅材和原材料成本。总体来说，传统光刻机制造芯片的成本比较高，同时，对设备和材料的要求都是比较高的。因此，在传统光刻机制造芯片的过程中，如果成本过高，那么芯片制造商的利润就会大大降低。
多次曝光技术的优势在传统制程之外，还有一种基于多次曝光的技术，即深紫外多次曝光技术（DPT）。通过多次曝光，可以将图案最终减少到原先的1/4甚至1/8，实现更高的分辨率。但在DPT技术中，图案减少，曝光次数的增加对曝光设备、光刻胶、洗涤、涂胶等生产工艺都提出了更高的要求，而且成本非常高。
1、多次曝光原理
多重曝光就是将电子线路图案，拆分成几层进行曝光制作的技术。多次曝光的流程和传统单次曝光类似，不同的是通过多次曝光，将线宽缩小到需要的尺寸。目前，多次曝光的工艺技术大概分为LELE、LFLE、SADP三种不同的技术。
2、多次曝光技术的优势
采用多次曝光技术，可以将线宽缩小到所需精度，同时也提高了芯片的可靠性和稳定性。因为多次曝光可以平滑形变，整个制程变得更加稳定。同时，由于采用多次曝光技术，可以减少曝光设备的要求，这也是一种有效的成本控制手段。
、多次曝光技术的局限性
不过，根据不同的多重曝光技术，多次曝光也会带来一些局限性。例如，LELE、LFLE等多重曝光技术的缺陷在于生产还原图像的精度不高，不够精准。而SADP技术最大的难点在于对侧壁沉积的厚度、刻蚀形貌的控制，很容易产生工艺上的问题，导致制作出来的芯片存在更高的缺陷率。此外，多次曝光的成本也非常高，包括光刻胶材料、干湿法处理、曝光设备等各方面。
采用多次曝光技术制造28nm芯片的可行性分析综上所述，我们可以看出，国产90nm的光刻机，采用多次曝光技术最终可以到达的制程精度是22.5nm。关于该技术方案，我们可以进行以下分析。
1、技术可行性分析
由于多次曝光技术可以减小线宽，因此采用多次曝光技术制造28nm芯片理论上是可行的。同时，根据SADP技术的实验数据，该技术能够达到4倍精度，因此可以将线宽缩小到合适的尺寸。如果采用单重曝光技术，仅能达到65/55nm，明显达不到制造28nm芯片的要求。
2、工艺难度分析
虽然多次曝光技术可行，但需要提醒的是，多次曝光工艺提高了对刻蚀、沉积等工艺的技术要求，并且因为增加了使用次数，使晶圆光刻成本直接就增加了2-倍。而采用SADP多重曝光工艺的话，晶圆的制造成本可能比一次曝光成本提高5倍以上，因此，多次曝光会显著降低良率，同时，成本过高也会限制其应用范围。
、市场应用分析
多次曝光技术不仅成本高、工艺难度大，而且在成熟的28nm制造技术中利润较低，采用多次曝光技术将导致成本上涨5倍，因此目前在28nm技术阶段并不合适，一般的芯片制造商也不太会选择采用此技术方案，更不可能用于逐步成熟和精益化的生产环节中。
总结在技术迅猛发展的今天，光刻机制造芯片也在不断更新换代。多次曝光技术的出现，为芯片制造带来了更多的选择和可能性。然而，虽然多次曝光工艺相比传统工艺技术实现更高的精度，但同时也带来了更高的成本和工艺难度。因此，我们在选择技术方案时，必须结合实际情况进行综合判断，根据芯片的使用情况、市场需求和可行性等因素来进行决策，以实现最佳的利益。
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