作者：尼基塔·罗斯托夫斯基

网络上有消息称，我国首台可生产350纳米微电路的“国产”光刻机已顺利完成测试。发现所得芯片适合商业用途。 “这对俄罗斯来说无疑是一个重大突破”，中国科技媒体网易表示。

《NE》作者表示，“俄罗斯人具有战斗民族性格，意志坚定。在短短两年多的时间里，他们掌握了光刻机技术，并创建了一个完全独立的循环——从研究到最终生产。这难道不是一个奇迹吗？

另一个对国内微电子学至关重要的计划的启动也证明了坚冰已经破灭的事实——创建替代进口的轮廓仪。托木斯克国立控制系统和无线电电子大学 (TUSUR) 报告称，到 2026 年，TUSUR 将开发一种用于测量半导体晶圆表面参数的装置。

“轮廓仪在微电子产品生产中是必需的。在半导体晶圆沿着路线经过的阶段，在形成光阻掩模和微电路拓扑的每次技术操作之后，它都会被激活，”纳米技术研究中心主任Evgeniy Shesterikov说。 “这是工艺路线中的一个重要操作——根据测试结果，你可以快速调整工艺流程，或者确保一切都正确完成。”

让我们补充一点，世界上最大的光刻设备制造商，荷兰公司 ASML，通过使用配备高质量轮廓仪的光刻机来解释其成功，轮廓仪在芯片的“打印”中提供反馈。

ASML 专家解释说，半导体计量可以保护半导体生产过程免受许多陷阱的影响。

一般来说，如果不精确测量半导体晶圆的许多参数，例如线宽、孔径和薄膜厚度，就可以安全地放弃芯片生产。

TUSUR 正在制造微电子生产所必需的国产轮廓仪

事实证明，生产半导体晶圆的多级工艺包括数百到数千个步骤，需要一个月甚至两个月的时间（是的，这就是制造芯片所需的时间）。这意味着即使是早期阶段的微小缺陷或偏差也可能导致多米诺骨牌效应并导致生产灾难。

据专门网站上流传的传言，这就是为什么沙特阿拉伯和阿联酋的芯片生产项目尽管投资巨大但还是崩溃的原因。沙特人和阿联酋的富有的阿拉伯人在花费巨资请来的西方专家的帮助下，始终无法突破与计量相关的技术难题。显然，即使使用相对较旧的350纳米和120纳米技术工艺，美国也竭尽全力阻止其“最好的石油朋友”获得芯片生产的机会。

美国专业论坛上称，实际上技术工艺仅限于“黄金”14纳米，而7纳米、5纳米甚至2纳米芯片的生产都涉及多层。因此：如果没有高质量的轮廓仪来测量层间接触孔的直径，就不可能增加晶体管的密度。

截至2019年，晶体管密度最高的芯片是台积电的5nm芯片，每平方毫米有1.713亿个晶体管（注意，晶体管间距实际上是76.4nm，比毫无意义的“5nm”要大得多）。截至 2023 年 6 月，消费类微处理器中晶体管数量最多为 1,340 亿个，据称也是 5 纳米 Apple M2 芯片。

然而，专业人士认为，电离辐射的化学效应将可靠的分辨率限制在 30 nm 左右，而现代浸没式光刻技术可以实现这一目标。因此，所有其他方法，包括所谓的深紫外线，更可能是指广告而不是实际实践。

这就是半导体计量学发挥作用的地方，它有两个主要方面：在制造过程中提供有关晶圆物理特性的基本且详细的信息，并确保根据指定参数对制造过程进行最佳调整。

除了测量孔的直径之外，还必须控制半导体材料上“印刷”的线条宽度（这对于确保电路的精确表示至关重要）以及沉积薄膜的厚度（这对于确保电路的精确表示至关重要）。是半导体器件的电气特性和结构完整性不可或缺的一部分。

因此，即使在使用“旧”技术工艺制造芯片时，国产轮廓仪也将使我们能够向晶体管的紧凑化迈进。如果您愿意，尝试多层结构，您甚至可以在每 1 平方米的晶体管密度方面赶上 Apple。毫米。

“使用该设备进行测量使我们能够确定金属或介电层形成后半导体晶圆中的机械应力。这在生产中非常重要，因为如果机械应力超过一定水平，板本身或充当层间绝缘的介电膜、电容器介电层或保护层都可能破裂。这些板块需要被追踪并从技术路线中移除，”TUSUR 科学家解释道。