原标题：“02专项“为何非要选择28纳米光刻机这么一个数字？

　　马督工近期出了一期视频，来评价28nm光刻机今年多半无法通过验收的问题。他的主要论点如下：

　　目前国产光刻机最好的90 nm，28nm的光刻机今年恐怕是无法通过验收了;

　　中国要想做出头，只有靠耐心加努力，这次不能验收最起码可以打击一下浮躁的气氛;

　　摩尔定律快要到头了，美国已经没有进一步进步的空间了;

　　我们应该让国内的企业用90nm的光刻机，以多获得反馈意见，然后慢慢从90nm开始进步。

　　从督工的稿子来看，撰稿人的确是查阅了极其多的资料，而且对于光刻机有一定的了解——对于论点1和2我还是比较赞同的。但是很可惜的是，该撰稿人应该是从未从事过芯片领域的，对于整个芯片的制造过程理解极其有限——之后我将会对论点3和4做出一些批判。

　　批判文章在此：Phosphates：28nm光刻机卡住“02专项”——对于督工观点的批判(睡前消息353期)

　　首先我想先来说说为了专项会专门选中28 nm?而不是其他的数字比如32 nm或者40 nm之类的?

　　我认为这应该不是随便选择的，而是因为28 nm是193nm ArF 激光干法光刻+double patterning所能获得的最好分辨率!哪怕做不出湿法，理论上用干法也是可以实现的。对于目前的国产光刻机来说，28 nm是一个合理并且具有一定挑战性的目标。

　　目前主要使用的紫外和深紫外光源有这些：

　　汞灯的 i-line: 365 nm

　　KrF 准分子激光：248 nm

　　ArF 准分子激光： 193 nm

　　其中光刻过程，你可以看作类似于拿小刀去雕刻。那么小刀越细，就能雕刻得越精细：这里的光就是那种小刀。所以光的波长越短，就越容易做到更好的分辨率。如果想要进一步降低波长，可以采用 F2* 准分子激光，波长为157 nm。但是 F2* 激光有很多问题，比如需要真空环境且无法进行浸入式光刻，所以Nikon在开发了一段时间后就彻底放弃了。所以目前在DUV领域，最短的波长是 ArF 193 nm，再要减小就要直接用极紫外(EUV)光刻 13.5 nm了。

　　那么193 nm的激光最好可以做到多少的分辨率呢?单次光刻的分辨率计算公式如下：

　　其中

是分辨率——一般定义是half-pitch;

是光源的波长;

是透镜组的数值孔径——对于干法来说最大为0.93，而对于浸入式(湿法)来说则是1.35——这里假设我们暂时无法研制出来浸入式，毕竟这的确不容易;而

则是与曝光方式相关的常数。

　　对于3-beam imaging来说(下图左)，理论上

最小是0.5;而对于2-beam imaging来说(下图右)，理论上

最小是0.25——但是一般无法达到0.25，多半是0.27左右。

　　那么，对于193 nm激光来说，如果采用干法光刻，单次曝光所能做到的最好分辨率就是：

　　那么由此可见，算出来结果是56 nm，那么和28 nm是什么关系呢?答案就是，一次是56 nm，做两次后减半就是28 nm了呀，这个叫做double patterning，在半导体领域算是比较常见的技术了——具体的执行包括 LELE 方式和 SADP 方式。可能有人会想，那我无限做double patterning是不是可以无限缩小呢?答案当然是不行的。因为每做一次double patterning，都有可能会导致出现很多的缺陷，而且成本也很高。如果做两次，也就是quadra patterning，也就已经很难了。

　　所以，哪怕我们暂时做不出来湿法光刻技术，仅凭借着干法光刻和double patterning，也是可以实现28nm的。因此，28nm这个目标算是一个合理并且具有一定挑战性的目标。

　　那么这个时候就可以来看看哪些步骤的失败会导致无法验收了——假如的确没能做出湿法光刻。

　　如果透镜组无法达到高度精密(仍然有像差)，从而使得数值孔径没能达到理论最高值0.93——这也是为何ASML要大手笔入股蔡司;

　　如果2-beam imaging无法做到足够好，

值没能达到0.27——比如光掩膜的设计不是足够好;

　　如果Double pattering没法精确控制，一直无法成功。