最近在网络上一个自制光刻机的视频火了,视频中的学生目前还是大连理工大学本科在读,却凭借着一张图纸在家里 *** 出了一台光刻机,并且使用自己制造的光刻机成功刻了孔径。在视频里我们可以看到这位学生 *** 光刻机的全程都是在一个书桌上进行的,数学演算也只有一块白板,各种材料基本都在地上堆着。看了这位学生自制光刻机的视频后有人觉得光刻机的制造难度仿佛也不难,实际上并非如此。
今年可以说是国产芯片制造业的生死时刻了,受贸易战影响,美国继续打压华为,根据美国相关法令要求,所有美国的技术和其他设备只要提供给华为使用就必须经过美国 *** 的同意,显然美国 *** 是不可能同意的。除了不允许本国的企业给华为提供技术之外,美国还试图设法阻止其他国家的企业给华为提供服务。
不了解科技圈的朋友可能不知道光刻机的重要性,在芯片的制造过程中,要经过湿洗、光刻和电镀处理等十余道程序,整个过程中需要进行数十次光刻,占整个生产过程的一半,成本也占到了三分之一。我国也在不断的自主研发光刻机,但是精度也只达不到要求。拿上海微电子来说,其研制了十余年,精度也只能达到90纳米左右,而华为需要的是7纳米和5纳米级别的光刻机,目前全球只有荷兰阿斯麦公司的EUV光刻机才能够达到。
自主研发光刻机面临着投入周期长、争夺市场难度高等问题,到时最大的问题还是技术壁垒。前面提到的阿斯麦公司其实并不是自己在生产光刻机,而是 *** 了数百家世界顶尖公司的优势技术。一台光科技有数万个零件,阿斯麦的光刻机零件都是掌握相关最高技术的企业在为他们生产。简单来说,如果有设备、有材料、有图纸,我们自主研发出光刻机并不困难,困难的是如何在国外的技术封锁下让世界各领域掌握最高技术的公司为我们供应零件。换句话说,如果我们想要完全地自主研发高精度光刻机,就必须同时掌握与光刻机制造流程相关的各个环节的最高技术以及所需要的各个零件制造方面的最高技术,难度可想而知。
一、用途
光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。
用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。
二、工作原理
在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学 *** 显影,得到刻在硅片上的电路图。
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。
扩展资料
光刻机的结构:
1、测量台、曝光台:是承载硅片的工作台。
2、激光器:也就是光源,光刻机核心设备之一。
3、光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。
4、能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光不足或过足都会严重影响成像质量。
5、光束形状设置:设置光束为圆型、环型等不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。
6、遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。
7、能量探测器:检测光束最终入射能量是否符合曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。
8、掩模版:一块在内部刻着线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。
9、掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度是nm级的。
10、物镜:物镜用来补偿光学误差,并将线路图等比例缩小。
11、硅片:用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸,尺寸越大,产率越高。题外话,由于硅片是圆的,所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系,根据缺口的形状不同分为两种,分别叫flat、 notch。
12、内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。
参考资料来源:百度百科-光刻机
1、光刻机 *** 芯片的过程,基本和“冲印照片”一样。假设拍的是风景,胶片上会有曝光痕迹,先要在暗室里显影,让风景在胶片上显示出来。然后在红光下通过放大机,把胶片上的风景投射到相纸上,让相纸曝光。再通过相纸的显影、定影、烘干得到最终的照片。除了风景之外,“照片冲印”需要有胶片,有光源、放大机、相纸。
2、对光刻机来说,所谓“风景”就是设计好的集成电路图(IC),“胶片”就是一块石英板(光罩),用来记录集成电路图,“相纸”就是硅晶圆,“放大机”就相当于光刻机。
3、所不同的是,洗照片是放大,把小胶片放大到相纸上,光刻机是缩小,把电路图缩小到晶圆上。
4、在光刻机领域,有三家国际大牌:荷兰ASML(艾斯摩尔),日本Nikon(尼康),日本Canon(佳能)。但高端光刻机市场,荷兰ASML是无可争议的世界霸主,把第二名都甩得很远,因为技术难度太高、需要的投资太大,尼康、佳能已经放弃EUV光刻机的研发。
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