3月25日消息，近日，国家知识产权局公布了华为技术有限公司的多项新专利，其中一项专利号CN117751427A的涉及到“自对准四重图案化(SAQP)半导体装置的制作方法以及半导体装置”，也就是江湖传闻已久的多重曝光芯片制造工艺。传统的芯片制造方法严重依赖极其复杂、精确的掩膜图案来蚀刻芯片电路，而随着半导体工艺日益复杂化，所面临的挑战也越来越严峻，代价越来越高。
比如为了造出2nm级工艺芯片，ASML已经打造了0.55 NA的新一代EUV极紫外光刻机，价格高达惊人的4亿美元左右。
极其复杂的现代光刻机的一小部分 在受到外部条件严重制约的情况下，以华为为代表的国内半导体企业已经不可能接触到这些尖端工艺，只能另辟蹊径，比如先进封装技术，比如多重曝光技术。
简单地说，多重曝光就是将芯片电路掩膜图案的蚀刻分成多次完成，可以使用相对落后的技术和设备，达成和更先进工艺类似甚至更先进的结果，比如用7nm设备造出5nm芯片。
其实，多重曝光也不是新鲜事物，半导体巨头们都尝试过，但它太过于复杂，需要执行的步骤更多，良品率和质量都难以保障。
比如说，Intel第一代10nm工艺就尝试过多重曝光，最终也没能成功，对应的处理器(Cannon Lake)最终被迫取消，第二代成功量产但性能也达不到要求，频率根本就上不去，甚至无法用于桌面台式机。
再比如，Intel即将量产的18A 1.8nm工艺，就因为等不到ASML的新一代高NA光刻机，只能使用现有设备加双重曝光来实现。
华为这项专利早在2021年9月就申请了，正是华为被美国宣布制裁后的几个月。
显然，华为早就有了技术储备，在危难时刻几乎立即就开始行动，深入相关研究，如今专利公开则意味着华为和相关行业伙伴已经取得了实质性的突破，甚至可能已经投入实用！
华为这次公开的专利显示，其自对准四重图案化工艺可以分为七个步骤：
1、在待刻蚀层的表面依次形成第一抗反射层、第一牺牲层、第二抗反射层和第一图案化硬掩膜层；
2、对第一图案化硬掩膜层进行光刻形成第二图案化硬掩膜层；
3、基于第二图案化硬掩膜层为掩膜对第二抗反射层和第一牺牲层进行刻蚀，形成第二图案化牺牲层；
4、去除第二图案化硬掩膜层和第二抗反射层，并基于第二图案化牺牲层形成第三图案化硬掩膜层；
5、对第三图案化硬掩膜层进行光刻形成第四图案化硬掩膜层；
6、基于第四图案化硬掩膜层对第一抗反射层和待刻蚀层进行刻蚀，形成图案化的待刻蚀层。
7、去除第四图案化硬掩膜层和第一抗反射层。
也就是说，华为把传统一次完成的工作拆分成了四次，需要多达四层蚀刻，其难度可想而知。
华为在专利中表示：“实施本申请实施例，可以提高电路图案设计的自由度。”
外媒猜测，华为应该是和中芯等联合搞定的自对准四重图案化技术，完全可以造出5nm工艺的芯片。
发表于 2024-3-25 16:54:48
