光刻机,也叫掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等,是制造芯片的核心设备。而芯片是手机的心脏,也是许多高科技产品的根基。
光刻机它采用类似照片冲印技术,把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上。
光刻机的主要性能指标有:支持基片的尺寸范围,分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。
2018年11月29日,国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制,光刻分辨力达到22纳米,结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片。
光刻机的原理是什么?
与冲洗照片有相似的地方,但又不大一样。
冲洗照片,是将需要洗印的照片从底片上洗印到相纸上,或是将原底片上的影像放大到相纸上。
光刻机是把大的底片缩小,就是把集成电路图缩印到晶元相纸上。
它与洗印放大机的结果恰好是相反的。
为什么一个原理上并不难的机器门槛很高呢?难点在于它的精度上,所谓是量变产生了质变。
如果我们画一张电路图,把它画在A4大小的纸上,这一点也不难,许多人都能做到。
话题扯得有点远,再回到光刻机上。
在A4大小的纸张上画图相对比较容易。但是如果要把电路图画到一张邮票上就困难了许多。我们再设想一下,如果要把电路图画到一粒米粒上或一粒沙子上就更困难了。
不仅如此,如果要把这粒沙子放到一辆运动的赛车上,让你在运动的状态下,在一边追赶其它赛车的同时,在挡风玻璃上的沙粒上画出电路图,就几乎不可能做到了。
虽然它们都有一个名字,叫画电路图,但是所处的环境、介质及大小的不同,难度就有着天壤之别。
所以,光刻机也分低端和高端。10纳米以下的属于高端光刻机。
笔的粗细,在图纸上所呈现的内容量是不一样的。笔尖越细所能够画出的内容越多,难度也越大,越高端。同样的,还有沙子的大小。沙粒越小,笔尖越细,画的内容越多,难度也就越大。
目前最高端的光刻机的工艺是5纳米级别。5纳米大约为50个原子的宽度。
一个原子的实际大小,大约为黄色光波的5000到2000分之一之间。在这种极端精度下,很多原本可以忽略不计的细节,全部都变成了障碍和难点。
比如说,在赛车的过程中震动是极度敏感的,比如关门的动作,可能都是灾难性的。所以必须要搭配一个极端精度的减震系统。
喜欢摄影的朋友都知道,在摄影过程中,其中一个重要参数就是曝光度。洗印照片也有曝光的问题。曝光量的多少,时间的长短,都会影响成像的效果。
光源,它是画图用的。必须频率稳定,能量均匀,平行度要求高。任何曝光不准确,都会严重影响成像的质量。
因此,运动状态下控制精度,必须是纳米级别的,稍有偏差,成像就会出问题。
光刻机远比我们想象的要复杂的多。可以说,光刻机是人类历史上几乎最精密的机器设备。
有人说,生产芯片靠砸钱。钱,肯定是需要的,但还有环境问题和上述的要素。
科学是来不得半点虚假的。
0.355微米的光刻机属于低端光刻机。0.35微米就是350纳米,这个级别的光刻机属于光刻机机型中的低端型。光刻机等级分类是13.5nm极紫外光光源的euv光刻机单独为高端机型,以193纳米为光源但可以加工到45nm以下的为中端光刻机,45nm以上的为低端光刻机。目前高端光刻机只有荷兰能造,而我国上海微电子今年28nm中端光刻机已经通过技术检测和认证,预计年底能量产。
光刻机(Mask Aligner) 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。
光刻机的品牌众多,根据采用不同技术路线的可以归纳成如下几类:
高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种,分辨率通常七纳米至几微米之间,高端光刻机号称世界上最精密的仪器,世界上已有1.2亿美金一台的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花,其制造难度之大,全世界只有少数几家公司能够制造。
国外品牌主要以荷兰ASML(镜头来自德国),日本Nikon(intel曾经购买过Nikon的高端光刻机)和日本Canon三大品牌为主。
位于我国上海的SMEE已研制出具有自主知识产权的投影式中端光刻机,形成产品系列初步实现海内外销售。正在进行其他各系列产品的研发制作工作。
生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机,分辨率通常在数微米以上。主要有德国SUSS、美国MYCRO NXQ4006、以及中国品牌。
光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫 Mask Alignment System.
Photolithography(光刻) 意思是用光来制作一个图形(工艺);
在硅片表面匀胶,然后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。
扩展资料:
光刻相关介绍:
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、刻蚀、检测等工序。
在传统光学光刻技术逼近工艺极限的情况下,电子束光刻技术将有可能出现在与目前193i为代表的光学曝光技术及EUV技术相匹配的混合光刻中,在实现10nm级光刻中起重要的作用。
应该提到的是电子束曝光技术是推动微电子技术和微细加工技术进一步发展的关键技术,在微电子、微光学和微机械等微系统微细加工领域有着广泛的应用前景,而且除电子束直写光刻技术本身以外,几乎所有的新一代光刻技术所需要的掩模制作还是离不开电子束曝光技术。
参考资料来源:百度百科-光刻
参考资料来源:百度百科-光刻机
年产150台设备。生产线和研发用的低端光刻机为接近、接触式光刻机,分辨率通常在数微米以上。中国低端光刻机年产量150台设备。主要有德国SUSS、美国MYCRONXQ4006、以及中国品牌。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。