光刻机再传好消息,核心器件已研制成功,打破国外垄断

光刻机是制造芯片必须的半导体设备,拥有了光刻机就拥有了制造芯片的能力这一点是毋庸置疑的。

即使高通、英特尔、谷歌这种不是做芯片代工的企业,他们从ASML购来一台EUV光刻机,制造14nm的芯片也没有问题。

只是不能像台积电、三星那样将技术提升到5nm、3nm而已,就好像买了一个智能电饭煲,只需要把米放进去,它自己会加水烹饪。

ASML掌握了光刻机的核心零部件

即使ASML承认光刻机90%的零部件都来源于进口,但是在核心零部件方面,ASML几乎没有放松,核心技术上不受限制,这是ASML做得最好的地方。

ASML赶超尼康的时候,承诺55%的零部件将从美国购买,具体的采购清单不清楚,投影物镜、工件台这样的核心器件ASML已经实现了独立生产,并且世界拔尖。

与iPhone手机不会把芯片设计、iOS系统打造让给别人一样,ASML垄断了全球最顶尖的双工件台制作技术,将芯片产量上升到了另外一个级别。

这一技术直到2016年才被清华大学机械工程系教授朱煜打破,他创立的华卓精科也成为全球第二家掌握双工件台技术的企业,预计明年将实现量产。

双工件台系统被ASML垄断

投影物镜、工件台和光源是光刻机的三大核心,其中工件台是光刻机对芯片进行曝光和测光的地方,也是光刻机上主要的操作区域。

2001年荷兰ASML发明了光刻机的双工件台系统,将芯片产能提高了4倍以上,从前一台光刻机1小时量产10块芯片的速度,已经来到了每小时280块左右。

双工件台技术至今只有ASML一家掌握,而排名二三的尼康与佳能至今尚未拥有这样的技术,事实上他们与ASML的差距,从上世纪的光刻机改革中就已经拉开。

掌握这项技术,从某种程度上来说,就是掌握了芯片量产的诀窍,这一点的差别,就像普通水稻与袁隆平发明的杂交水稻的差别一样,十分的明显。

双工件台如何提高芯片产量:一个曝光,一个测光

在一套光刻系统里有两个硅片台,它们分别位于曝光位置和测量位置,两台独立且同时运行:

当硅片台 1 在曝光位置进行步进扫描曝光时,硅片台 2 在测量位置完成硅片的上下片、硅片三维形貌测量等准备工作。

当硅片台 1 完成整个硅片的曝光后,两台交换位置和职能,如此循环往复完成硅片的高效曝光。

双工件台与单工件台的差别:精准度

双工件台的发明使光刻机的产能有了大幅度提高。先进光刻机要求有极高的对准精度,传统的光刻机中只有一个工件台,晶圆的上下片、测量、对准、曝光都是顺序进行的;

大量的测量必然导致单工件台光刻机的产能进一步下降。

一般曝光的时间要大于测量和校正的时间,因此,在多余时间内,双工件台设计中系统可以做更多更复杂的测量。

这些测量、校正工作可以在另一个工件台上并行而不影响产能,并且测量的标识越多,所能表达的对准精度越高,光刻机机的精准度就提高了上来。

加油,上海微电子

华卓精科能在紧要关头实现这一核心技术的突破,对于我国在光刻机领域的发展具有里程碑意义,至少对于国产光刻机之星上海微电子来说,有多了新的可能。

上海微电子成立于2002年,主要致力于大规模工业生产的投影光刻机研发、生产、销售与服务。

公司产品可广泛应用于IC制造与先进封装、MEMS、TSV/3D、TFT-OLED等制造领域。

但愿不要让华卓科技失望才好,加油了上海微电子。


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本文源自头条号:芭乐科技社

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