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第二百四十三章 超紫外激光波長1.5nm功率2000w(1)

更新時間:2021-01-13  作者:秒速九光年
科技最狂潮 第二百四十三章 超紫外激光波長1.5nm功率2000w(1)
當北方的清晨亮起第一抹陽光,長春光機所地下實驗室里,一場激動人心的實驗,也終于開始了。

激光發生器開始預熱,這是全套光刻機臺中最核心的部件之一,由中科光電院設計制造。

激光光源射出后,首先會進入光束矯正器,矯正器共有三組,調整光束入射方向,讓激光束盡量保持平行。

調整完畢的平行激光,會進入能量控制器。

顧名思義,能量控制器是調節激光功率的存在,控制最終照射到硅片上的能量大小。

像芯片這樣的高精密制造業,無論曝光不足或者過足,都會嚴重影響出片質量,所以能量必須收到嚴格的控制。

能量控制器之后,是光束形狀設置器,它可以設置光束形態,呈圓型,環型,散射型等等不同的形狀,而不同形態的激光,又有著不同的光學特性。

光束形狀設置器尾部,還有一組遮光器,在不需要曝光的時候,遮光器會把光束攔下來,防止光束照射到硅片上。

再然后是能量探測器,這個東西主要是檢測光束功率的,它無法單獨使用,而是將檢測信號回饋給能量控制器,配合能量控制器進行功率調整。

調整完畢的激光束,會穿過掩模版,進入物鏡。

掩膜版也叫光罩,簡單來說呢,它就是一塊內部刻著線路設計圖的玻璃板,給硅片曝光用的,你想要什么樣的半導體設計線路,就定制什么樣的掩膜版。

掩膜版的價格和精度成正比,國內海凸版,無錫華潤,中微,深圳清逸,路維,十三所,五十五所,自動化所等等,都可以做這個東西。

目前,華夏已經把基礎型掩膜版價格,砸成了白菜價,帝都微電子所的2um光刻板,只要一千兩百塊,南京55所的一千一百塊,精度1um的板子五千塊,無錫華潤略貴,兩千塊起步,但板子做的確實漂亮。

而要是精度達到納米級別的板子,那可就相當昂貴了,根據業內小道消息,蘋果公司給旗下m1型處理器定制的掩膜版,造價高達上百萬美元。

掩膜版下方,是一種名為掩膜臺的機械裝置,它的作用是承載掩模版進行運動,控制精度為納米級,為了達到苛刻的精確控制要求,長春光機所從昆侖集團采購了高精度極光電機。

在這套機臺上,其實有很多技術和產品,都是來自昆侖集團,但最重要的部分,必須是掩膜臺下方,巨大而又極端精密的物鏡。

物鏡由三十多塊鏡片組成,主要作用是把掩膜版上的電路圖,按照比例縮小,再用激光映射的硅晶圓上,并且物鏡還要主動補償各種光學誤差,控制曝光精度。

可以毫不夸張的說,物鏡就是光刻機的心臟,如果物鏡技術過關,哪怕掩膜技術差一點,光源功率弱一些,最終也能得到不錯的結果。

但如果物鏡技術不行,其他所有子系統就算造的再好,也沒有任何作用。

畢竟光刻機的本質,是一套光學系統。

很多不了解半導體行業的同學,往往對其有所誤解,真正的芯片制造流程,是激光透過物鏡在硅片上曝光出來的,而不是用機器物理雕刻出來的。

高原目光掃過碩大的物鏡時候,嘴角輕輕揚起一抹弧度,信心滿滿。

這套物鏡來自系統那大豬蹄子的饋贈,絕不是把三十多片打磨好的玻璃拼接起來那么簡單,除了精度,它還有著強大的功率補償機制,容錯機制。

也就是說,激光通過物鏡后,功率可以得到一定程度提升,精度方面,則可以做到無限接近完美的程度。

總之就是很牛逼很強大的意思,開了外掛的物鏡,效果杠杠的。

物鏡下面,就是測量臺和曝光臺了,老式光刻機需要先測量,再曝光,而這種雙工作臺系統,則可以實現一片硅片曝光同時,對另一片硅片進行測量和校準,工作效率提高一倍以上。

目前世界上,只有荷蘭asml掌握雙工作臺技術,長春這個機臺如果量產的話,將是世界第二名。

整套機臺最底部,是內部封閉框架和減振器,它們負責將工作臺與外部環境隔離,保持水平,減少外界振動干擾,并維持恒定的溫度和壓力。

這一點極其重要,畢竟是制造高精密芯片,哪怕最微小的震動,一粒塵埃,或者空氣溫度和濕度的差別,都有可能導致硅片曝光失敗,或者前后兩批芯片的性能不一致。

一臺完整的光刻機,大體就是這樣了。

聽上去簡單,其實卻是人類歷史上最復雜最精密的機臺,沒有之一。

放眼全球,能做到紫外的,只有asml,佳能,尼康三家,而能做到極紫外的,則只有荷蘭asml,其余所有競爭對手,全部慘遭淘汰,消失在歷史的長河中。

“開始!”

長春光機所的所長叫杜維明,隨著他一聲令下,全封閉絕塵實驗室里,光刻機開始運行,大概也就十幾秒鐘過后,一片十二寸硅晶圓就被送下了機臺。

其實,光刻機工作速度是很快的,每小時出片兩百張以上,完全不存在任何問題。

制約產能的主要是沉積設備,PVD和CVD這類,其次是刻蝕設備包括ICP,CCP,DIE這幾種機臺,另外熱處理設備工作效率也十分感人。

一條月產能一萬片十二寸晶圓的fab制造線,光刻機或許只有四五臺,但刻蝕機,卻起碼要有六十臺起步,如果想要追求高效率,甚至要堆一百臺以上的刻蝕機。

目前,中微半導體的介質刻蝕技術,硅通孔刻蝕技術,位列全球前三,全球最牛的半導體代工廠臺積電,生產線上就有成百上千臺來自中微的刻蝕機,算是國產半導體行業里比較爭氣的存在。

“成了!”

“一次出片成功,比我預想的還要順利!”

“不愧是昆侖集團啊,臨時加進來的光學系統,竟然和舊機臺配合的這么好!”

實驗室里,穿著全套無塵服的工程師,取下十二寸硅晶圓,仔細看,會發現上面出現了密密麻麻,無比繁雜的線條,燈光下亮晶晶的,甚是喜人。

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科技最狂潮 第二百四十三章 超紫外激光波長1.5nm功率2000w(1)

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