一、光刻机能做什么
究竟什么是光刻机呢,它主要做什么?
我们来看,光刻机,是现代光学工业之花,是半导体行业中的核心技术,它又叫掩模对准曝光机,光刻系统等,用光来制作一个图形工艺,将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时复制到硅片上的过程,它主要的光刻工艺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、刻蚀等工序。
换句话说,光刻机其实就是制造芯片的机器,比如现在的手机电脑都有芯片,如果没有光刻机,那么就造不出电脑和手机了。
目前,在全世界范围内,有能力生产光刻机的企业只有寥寥可数的几家,能自主研发生产芯片的光刻机企业也就日本的佳能、尼康和荷兰的ASML公司,即便是科技最发达的美国,目前也不能独自完整生产出光刻机,只能参与控股ASML。
目前全世界最顶级的光刻机是荷兰ASML公司生产制造,佳能和尼康只能生产相对低一点的光刻机,甚至目前佳能、尼康已经在逐步淡出市场。在技术方面,ASML目前领先全球,光刻机可以使用波长为13.5纳米的极紫外光(EUV),实现14纳米、10纳米、和7纳米制程的芯片生产,而通过技术升级,也可以实现9纳米,8纳米,6纳米,5纳米,4纳米乃至3纳米等制程的芯片生产。
二、光刻机做什么芯片
光刻机材料是金属硅矿。
光刻机使用硅晶圆来制作芯片,硅晶圆是金属硅结晶成的,金属硅又称结晶硅或工业硅,是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品,主成分硅元素的含量在98%左右。其主要用途是作为晶圆原材料,半导体硅用于制作半导体器件的高纯度金属硅。是以多晶、单晶形态应用。原材料是二氧化硅,就是沙子,脱氧提纯沙子、石英经过脱氧提纯以后的得到含硅量25%的Si02二氧化硅。氧化硅经由电弧炉提炼,盐酸 氯化,并蒸馏后,得到纯度高达99%以上的晶体硅。
三、光刻机能做什么工作
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。
四、光刻机能干嘛
光刻机的作用是蚀刻芯片的功能及线路,当然也包括了制造处理器这样的大规模集成电路或者内存颗粒、闪存颗粒等等。--光刻机是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。可以分为两种,分别是模板与图样大小一致的contact aligner,曝光时模板紧贴芯片;以及利用类似投影机原理的stepper,获得比模板更小的曝光图样。
五、光刻机好做吗
一分钟大约9000个芯片。
根据ASML此前公布的数据显示,在熟练操作员的操作下,EUV光刻机的处理能力为200片12寸晶圆/小时。实际操作中最高为每小时处理100片左右,一天工作下来也就是1000片。也就是一分钟16片晶圆,如果以每片晶圆出500颗芯片,那么EUV光刻机每分钟可以做9000个芯片。
六、光刻机能做什么产品
GPU和CPU芯片都是通过光刻机生产的,其主要区别主要是功能的不同。CPU主要是电子产品的大脑,它可以协调与控制机器整体的效能,最早的CPU是将影像处理、声音处理等集成在一起共通控制机器的运转的。随着技术的发展和大家对机器某些性能的要求不断提高,特别是手机玩家对于游戏及拍照要求的提升,单纯依附于CPU的基础处理能力已无法满足使用要求,因此,在集成时将其相应性能模块单独制作成芯片执行单独的功能,GPU就是这样产生的,单从生产工艺上讲,其都需要光刻机在硅晶圆上进行雕刻。