先进的光刻机(新型光刻机)

海潮机械 2023-02-07 16:56 编辑:admin 59阅读

1. 新型光刻机

光刻机的最小分辨率、生产效率、良率均在不断发展。光刻机的最小分辨率由公示R=kA/NA,其中R代表可分辨的最小尺寸,对于光刻技术来说,R越小越好;k是工艺常数;λ是光刻机所用光源的波长;NA代表物镜数值孔径,与光传播介质的折射率相关,折射率越大,NA越大。光刻机制程工艺水平的发展均遵循以上公式。此外,光刻机的内部构造和工作模式也在发展,不断提升芯片的生产效率和良率。

根据所使用的光源的改进,光刻机经历了5代产品的发展,每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。此外双工作台、沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展也在不断提升光刻机的工艺制程水平,以及生产的效率和良率。

按所用光源,光刻机经历了五代产品的发展

最初的两代光刻机采用汞灯产生的436nm g-line和365nm i-line作为光刻光源,可以满足0.8-0.35微米制程芯片的生产。最早的光刻机采用接触式光刻,即掩模贴在硅片上进行光刻,容易产生污染,且掩模寿命较短。此后的接近式光刻机对接触式光刻机进行了改良,通过气垫在掩模和硅片间产生细小空隙,掩模与硅片不再直接接触,但受气垫影响,成像的精度不高。

第三代光刻机采用248nm的KrF(氟化氪)准分子激光作为光源,将最小工艺节点提升至350-180nm水平,在光刻工艺上也采用了扫描投影式光刻,即现在光刻机通用的,光源通过掩模,经光学镜头调整和补偿后,以扫描的方式在硅片上实现曝光。

第四代ArF光刻机:最具代表性的光刻机产品。第四代光刻机的光源采用了193nm的ArF(氟化氩)准分子激光,将最小制程一举提升至65nm的水平。第四代光刻机是目前使用最广的光刻机,也是最具有代表性的一代光刻机。由于能够取代ArF实现更低制程的光刻机迟迟无法研发成功,光刻机生产商在ArF光刻机上进行了大量的工艺创新,来满足更小制程和更高效率的生产需要。

创新一:实现步进式扫描投影。此前的扫描投影式光刻机在光刻时硅片处于静止状态,通过掩模的移动实现硅片不同区域的曝光。1986年ASML首先推出步进式扫描投影光刻机,实现了光刻过程中,掩模和硅片的同步移动,并且采用了缩小投影镜头,缩小比例达到5:1,有效提升了掩模的使用效率和曝光精度,将芯片的制程和生产效率提升了一个台阶。

2. 最新光刻机

0.55NA光刻机一台的价格会高达3亿美元(约合19亿元)。

光刻机(lithography)又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心装备。它采用类似照片冲印的技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。

3. 最先进的光刻机

不先进,众所周知,光刻机是生产芯片的关键设备,向7nm、5nm这样的先进芯片的生产还得依赖由荷兰光刻机巨头ASML打造的EUV光刻机才能实现,而我国正式因为缺乏先进的光刻机设备才一直没有办法突破国产芯,目前我国国产光刻机的精度仅为90nm,上海微电子虽然已经成功研制出了生产28nm工艺的光刻机,但距离交付还需要一段时间。

4. 我国造出新型光刻机

不是英特尔自己生产的。

英特尔的光刻机来自荷兰ASML公司。

ASML为半导体生产商提供光刻机及相关服务,TWINSCAN系列是世界上精度最高,生产效率最高,应用最为广泛的高端光刻机型。全球绝大多数半导体生产厂商,都向ASML采购TWINSCAN机型,比如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、海力士(Hynix)、台积电(TSMC)、中芯国际(SMIC)等。

ASML的产品线分为PAS系列、AT系列、XT系列和NXT系列,其中PAS系列现已停产;AT系列属于老型号,多数已经停产。市场上的主力机种是XT系列以及NXT系列,为ArF和KrF激光光源,XT系列是成熟的机型,分为干式和沉浸式两种,而NXT系列则是主推的高端机型,全部为沉浸式。

TWINSCAN系列

已经商用的最先进机型是Twinscan NXT 1950i,属于沉浸式光刻机,用来生产关键尺度低于38纳米的集成电路。

ASML正在加紧研制基于极紫外(EUV)光源的新型光刻机,型号定为NXE系列。如果量产成功,将成为划时代的产品,有望将关键尺寸缩小至10nm以下,并且可以显著提高集成电路质量。

5. 日本新型光刻机

ut光刻机是美国的,是美国最后一个光刻机制造商。

该公司早在八十年代就被日本尼康打败了,当年生产的光刻机主流机型是1微米光刻机机型。其后主要是制造封装设备和硬盘磁头。

Ultratech是为先进的封装应用(包括传统的铜柱和晶圆级封装(WLP)以及更先进的扇出型晶圆级封装和3D集成电路(IC)提供光刻机的领先供应商。AP300光刻系统系列以Ultratech可定制的Unity Platform™为基础,提供卓越的套刻精度、分辨率和侧壁轮廓性能,同时实现具有成本效益的生产。这些系统特别适合铜柱、扇出型、硅通孔(TSV)和硅中介板应用。

此外,该平台还具有众多应用特定型产品功能,实现新一代封装技术,如世界各地量产所使用的Ultratech获奖的双边校准(DSA)系统。

6. 中国自研新型光刻机

这个想法是真的,但是还没实现。

一是华为通过招募光刻机人才意欲打造自研5nm光刻机,前期评估预计两年内投入量产;另一个是华为召集数万人,每天工作12到16个小时,争取两年内实现14nm光刻机。咋一听,真的很鼓舞人心!有心的网友甚至还扒出2016年华为申请的一项名为“一种光刻设备和光刻系统”的PCT专利。这让更多网友相信,华为其实早在2016年就开始研究光刻机了。

7. 中国首款光刻机

感觉华为研发芯片比较顺利,实际很多人都会这么来想,这个不奇怪,毕竟现在看到的华为很强势,而且也看到华为成为人们簇拥的手机品牌,在国产手机中是佼佼者,甚至一呼百应,包括看到华为旗下的麒麟980芯片,以及麒麟990芯片可以和高通相抗衡,在5G通信方面的天罡,路由器的凌霄,电视的鸿鹄芯片,电脑的鲲鹏,5G的巴龙5000系列芯片。

实际要说研发芯片,华为从1991年就有开始,而在2004年成立海思,再到2009年研发出来第一款手机芯片,中间的时间可基本上是18年,虽然说手机芯片研发时间短,但是如果没有起初的经验哪里有华为的今天。但还是没有结束,简单一点来说就是华为第一款芯片搭载在手机中发布是在2013年,华为P6,处理器为K3V2改进版K3V2E,当时确实不错有400万的销量。

一直到2014年华为才有正式崛起,因为在当年华为把手机处理器和自研的基带处理器合并在一起,用在了荣耀6身上,这款新片就是麒麟920,过了3个月的时间,华为发布了搭载了升级版麒麟925的Mate7。麒麟920和925采用先进的28nm工艺,所以才会被市场认可,再加上当初华为mate系列的大气,金属磨砂机身,大续航等等。看到华为的成功并不是偶然,要知道华为对于芯片的研发确实是靠着自家的通信业务在支撑,从海思芯片成立,再到2006年研发手机芯片,再到2014年成功被人们认可,华为用了8年的时间。

当时国外芯片科技的进入到中国市场,包括当时HTC,三星,以及国内的OV,魅族等等确实都要比华为更好,更强,但是华为自研发的脚步依然是没有停歇,之所以可以成功,是在别人成功的同时,他们并没有气馁,还在进行自研发的路线。通信是华为创立的初衷,从最开始就已经开始走自研发路线,同时华为第一款芯片经历了三年的时间,而第二款又是三年的时间,这中间6年的时间,其他厂商都已经有了名气,之后在2014年麒麟920研发成功之后,之后确实就相当顺利,所以现在的厂商比不了。

觉得华为很容易研发芯片,这实际就是因为华为抓住了时机,智能手机开始初期,华为芯片已经研发了很久的时间,同时在这个时候已经算是大功告成,所以看到华为顺风顺水,确实没有看到他们默默付出的是什么,同时顶着什么样的压力,而现在的厂商,我相信他们确实不会放弃现在的成就和市场,去开始研发芯片,但是当时的华为做到。