(文章来源:微回收)
光刻机是芯片制造最为重要的设备之一。目前,ASML垄断了全世界的高端光刻机。中国一直以来都想掌握光刻机技术,但是上海微电子经过17年的努力,才造出90nm的光刻机,这已经十分不容易了,这可是0的突破。那么为什么光刻机这么难造呢?
首先,光刻机分为光刻机分为前道光刻机、后道光刻机等。前道光刻机就是大家熟知的ASML的光刻机,用于芯片制造。后道光刻机主要用于芯片封装,上微目前在后道光刻机上已经达到了全球主流技术水准,而前道光刻机,也就是大家所熟悉的ASML光刻机,这才是难度最高的光刻机。2002年,上海微电子装备公司总经理贺荣明去德国考察时,有工程师告诉他:“给你们全套图纸,也做不出来。”
贺荣明几年后理解了这句话。光刻机,被称为现代光学工业之花,其制造难度之大,堪称人类智慧集大成的产物。光刻机跟照相机差不多,它的底片,是涂满光敏胶的硅片。电路图案经光刻机,缩微投射到底片,蚀刻掉一部分胶,露出硅面做化学处理。制造芯片,要重复几十遍这个过程。
位于光刻机中心的镜头,由20多块锅底大的镜片串联组成。镜片的高纯度透光材料+高质量抛光。SMEE光刻机使用的镜片,得数万美元一块。ASML的镜片是蔡司技术打底。镜片材质做到均匀,需几十年到上百年技术积淀。“同样一个镜片,不同工人去磨,光洁度相差十倍。”SMEE总经理贺荣明说,贺荣明在德国看到,抛光镜片的工人,祖孙三代在同一家公司的同一个职位。
除此之外,光刻机需要体积小,但功率高而稳定的光源。ASML的顶尖光刻机,使用波长短的极紫外光,光学系统极复杂。有顶级的镜头和光源,没极致的机械精度,也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台,一个载底片,一个载胶片。两者需始终同步,误差在2纳米以下。两个工作台由静到动,加速度跟导弹发射差不多。SMEE最好的光刻机,包含13个分系统,3万个机械件,200多个传感器,每一个都要稳定。这些上微都很难达到。
除此之外,英特尔、三星、台积电等半导体巨头都会给予ASML资金还要技术支持,像有一年,英特尔、台积电、三星等彼此竞争的三大巨头,竟联袂投资ASML41亿、8.38亿、5.03亿欧元。如今,ASML研发经费倍增到每年十三亿欧元的规模。多出的一倍,ASML自己出一半,三大半导体巨头合出另一半。
而技术支持,现任台积电研发副总、世界微影技术权威林本坚,在当时力排众议,认为将市面既有的193nm微影透过水折射,效果可较当时被期待接棒的157nm为佳。ASML也迅速呼应台积电,一年后,推出世界第一台以水为介质的浸润式微影实验样机。该技术大受欢迎,迅速成为业界主流,日本的Nikon与佳能投入巨资研发的157nm微影技术,竟从此被搁置。自此Nikon与佳能再也无法与ASML在高端光刻机上竞争。
另外,ASML还有很多研发伙伴,包括荷兰的大学、欧洲研究机构。这样IMEC可以用很低的价格,拿到ASML最新的机台;而ASML也可以借此提前了解下一代晶片技术的需求,形成了一个良好的合作循环。这些都是上海微电子所不具备的,先不提国外对我们的技术封锁,就目前我们也无法将设备做到如此精细,而且我们的大学研究机构在半导体领域也偏薄弱,无法提供有效的技术支持。
(责任编辑:fqj)
-
芯片
+关注
关注
455文章
50756浏览量
423339 -
光刻机
+关注
关注
31文章
1150浏览量
47388
发布评论请先 登录
相关推荐
评论