EUV芯片光刻機(jī)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-10-20
EUV芯片光刻機(jī)的實(shí)例教程
一、荷蘭ASML的EUV芯片光刻機(jī)工作流程
二、光刻機(jī)的工作原理及關(guān)鍵技術(shù)
光刻是集成電路最重要的加工工藝，他的作用，如同金工車(chē)間中車(chē)床的作用。光刻是制造芯片的最關(guān)鍵技術(shù)，在整個(gè)芯片制造工藝中，幾乎每個(gè)工藝的實(shí)施，都離不開(kāi)光刻的技術(shù)。
光刻機(jī)的工作原理：
利用光刻機(jī)發(fā)出的光通過(guò)具有圖形的光罩對(duì)涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見(jiàn)光后會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化，從而使光罩上的圖形復(fù)印到薄片上，從而使薄片具有電子線路圖的作用。這就是光刻的作用，類(lèi)似照相機(jī)照相。照相機(jī)拍攝的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是電路圖和其他電子元件。
簡(jiǎn)單點(diǎn)來(lái)說(shuō)，光刻機(jī)就是放大的單反，光刻機(jī)就是將光罩上的設(shè)計(jì)好集成電路圖形通過(guò)光線的曝光印到光感材料上，形成圖形。
鏡頭：
鏡頭是光刻機(jī)最核心的部分，采用的不是一般的鏡頭，可以達(dá)到高2米直徑1米，甚至更大。光刻機(jī)的整個(gè)曝光光學(xué)系統(tǒng)，由數(shù)十塊鍋底大的鏡片串聯(lián)組成，其光學(xué)零件精度控制在幾個(gè)納米以?xún)?nèi)，目前光刻機(jī)鏡頭最強(qiáng)大的是老牌光學(xué)儀器公司德國(guó)蔡司，ASML用的就是他家的鏡頭。
光源：
光源是光刻機(jī)核心之一，光刻機(jī)的工藝能力首先取決于其光源的波長(zhǎng)。下表是各類(lèi)光刻機(jī)光源的具體參數(shù)：
最早光刻機(jī)的光源是采用汞燈產(chǎn)生的紫外光源(UV:UltravioletLight)，從g-line一直發(fā)展到i-line，波長(zhǎng)縮小到365nm，實(shí)際對(duì)應(yīng)的分辨率大約在200nm以上。
展開(kāi) 在ASML官網(wǎng)的進(jìn)一步聲明發(fā)布之前，網(wǎng)友紛紛猜測(cè)中芯國(guó)際本次購(gòu)買(mǎi)的是DUV光刻機(jī)還是EUV光刻機(jī)？那么兩者有什么區(qū)別呢？
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，DUV是深紫外線（Deep Ultraviolet Lithography），EUV是極深紫外線（Extreme Ultraviolet Lithography）。
兩種不同的光源讓光刻機(jī)獲得了不同的曝光能力，從而獲得不一樣的工藝制程范圍。
所有的DUV光刻機(jī)，用的光源都是193nm波長(zhǎng)的ArF excimer laser，之前的一代DUV，用的光源是248nm波長(zhǎng)的KrF excimer laser。另外，EUV光刻機(jī)的光源，是13.3nm的laser pulsed tin plasma。
DUV光刻機(jī)最多只能做到25nm，英特爾曾憑借雙工作臺(tái)的模式做到了10nm，但是卻無(wú)法達(dá)到10nm以下，
后來(lái)胡正明教授（梁孟松的老師）發(fā)明了FinFET工藝之后，極盡所能的壓榨了這臺(tái)機(jī)器的潛能，讓它走到了7nm制程。
但是即使采用了FinFET工藝，芯片再想往5nm、3nm先進(jìn)工藝?yán)^續(xù)延伸，那就不得不使用EUV光刻機(jī)了。因此，DUV光刻機(jī)和EUV光刻機(jī)的價(jià)格差別也很大。
要是想制造工藝尺寸更小的芯片，
換光源是比較直接且立竿見(jiàn)影的辦法。
展開(kāi) 作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商，這家來(lái)自荷蘭的企業(yè)提供了全球芯片生產(chǎn)都繞不開(kāi)的關(guān)鍵設(shè)備——光刻機(jī)。尤其是在EUV光刻機(jī)方面，市場(chǎng)的關(guān)注度更是空前。這一方面是因?yàn)檫@個(gè)設(shè)備是芯片制造工藝走向7nm以下的關(guān)鍵；另一方面，這個(gè)設(shè)備的售價(jià)高達(dá)上億美金，且只有ASML一家能做。因此其吸引了全球那么多的目光也情有可原。
正如很多分析人士所說(shuō)，EUV光刻機(jī)真可以稱(chēng)得上是芯片制造的“皇冠”。
以EUV光刻機(jī)為例，ASML技術(shù)開(kāi)發(fā)副總裁Tony Yen在今年三月接受媒體采訪的時(shí)候曾經(jīng)表示，EUV光刻機(jī)由超過(guò)10萬(wàn)個(gè)精密零部件組成；相關(guān)報(bào)道也指出，EUV光刻機(jī)重量達(dá)180噸，體積十分龐大，需要0.125萬(wàn)千瓦的電力，來(lái)維持250瓦的功率；紐約時(shí)報(bào)在之前一篇介紹ASML的文章中更是強(qiáng)調(diào)，EUV光刻機(jī)的運(yùn)送需要使用40個(gè)集裝箱、20輛卡車(chē)和三架波音747飛機(jī)。
這樣一個(gè)龐然大物，不但需要在晶圓上做一些精度極高的工作，而且還需要保持更高的產(chǎn)能，從其部件構(gòu)成上看，正如其名字“光刻機(jī)”所定義的一樣，“光”就成為了EUV光刻機(jī)中的重要一環(huán)。要明白這一切，就首先得從光刻機(jī)的工作原理談起。
展開(kāi) EUV堪稱(chēng)半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展以來(lái)最昂貴的設(shè)備，一臺(tái)售價(jià)高達(dá)9,000 萬(wàn)歐元。
中芯國(guó)際前兩年也曾向ASML下單了一臺(tái)價(jià)值高達(dá)1.2億美元的EUV（極紫外線）光刻機(jī)，不過(guò)最終沒(méi)有達(dá)到貨物。
看看如何修煉這臺(tái)設(shè)備的。
在科技行業(yè)，在硬件方面最受關(guān)注的公司是英偉達(dá)、蘋(píng)果、高通和AMD等芯片公司，或英特爾、三星和臺(tái)積電這些芯片制造公司。雖然半導(dǎo)體制造設(shè)備的供應(yīng)商鮮為人知，但其中還有一家頗有名氣的公司，那就是來(lái)自荷蘭的 ASML。
ASML 生產(chǎn)用于制造從邏輯到 NAND（用于 SSD、閃存等）和 DRAM 等幾乎所有芯片的光刻設(shè)備。這些工具使用光在晶圓上“打印”特征、制造晶體管等。多年來(lái)，該行業(yè)一直使用 193 納米波長(zhǎng)的“深紫外光 (“DUV”) 光刻技術(shù)”。大約在 2000 年代中期，這項(xiàng)技術(shù)擴(kuò)展到“浸沒(méi)式光刻”：這項(xiàng)技術(shù)在透鏡和晶片之間使用水。這將NA（breaking index）從大約 1.0 提高到大約 1.35，從而將工具的分辨率提高了類(lèi)似的量。
業(yè)界預(yù)估，在 32nm 節(jié)點(diǎn)及以下節(jié)點(diǎn)（早在十多年前），光刻機(jī)光源步長(zhǎng)將從 193nm 躍升至 13.5nm 光，后者稱(chēng)為極紫外或 EUV，這將大大提高分辨率，以繼續(xù)摩爾定律的驚天縮放。NA 從 1.35 下降到 0.35 可以部分抵消波長(zhǎng)的這種改善。
然而，與商用DUV 工具的約 300WPH 相比，早期的 EUV 工具的吞吐量極低，僅為每小時(shí) 10-40 個(gè)晶圓的訂單（“WPH”）。這種低吞吐量意味著該工具在商業(yè)上不可行。這導(dǎo)致了多年的延誤，因?yàn)?ASML 投資解決這些問(wèn)題。
與此同時(shí)，為了繼續(xù)微縮，業(yè)界發(fā)明了（昂貴且復(fù)雜的）“多重圖案化”方案：這些技術(shù)多次曝光晶圓以創(chuàng)建一個(gè)特征，需要多個(gè)（同樣昂貴的）“掩模”。（掩膜定義了“印刷”在晶圓上的特征，作為芯片的模板。）順便說(shuō)一句，這也是英特爾在 14 納米和 10 納米中遇到大量良率問(wèn)題的原因之一。
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EUV芯片光刻機(jī)的最新內(nèi)容
來(lái)源：IT之家 11月15日消息，韓國(guó)今日電子新聞報(bào)道稱(chēng)，三星計(jì)劃進(jìn)口更多ASML極紫外（EUV）光刻設(shè)備。 雖然由于合同中的保密條款未能披露具體細(xì)節(jié)，但證券市場(chǎng)消息稱(chēng)，該協(xié)議將使ASML在五年內(nèi)提供總共50套設(shè)備，而每臺(tái)單價(jià)約為2000億韓元（約合人民幣11.02億元），總價(jià)值可達(dá)10萬(wàn)億韓元（約合人民幣551億元）。 目前尚不清楚其合同中的產(chǎn)品是現(xiàn)有EUV光刻設(shè)備還是下一代“High NA E
CINNO Research產(chǎn)業(yè)資訊，日本佳能官網(wǎng)宣布，公司自2023年10月13日起開(kāi)始發(fā)售一款型號(hào)為“FPA-1200NZ2C”的半導(dǎo)體納米壓印設(shè)備，該設(shè)備“擔(dān)當(dāng)”半導(dǎo)體制程中最重要的工序一一圖形轉(zhuǎn)移。該設(shè)備采用的是一種名為NIL（Nanoimprint Lithography，納米壓印光刻技術(shù)）的技術(shù)形成半導(dǎo)體線路圖案，且該技術(shù)不同于傳統(tǒng)“投影曝光”。佳能此次發(fā)售的新設(shè)備，不僅擴(kuò)充了公司產(chǎn)品
另外，針對(duì)網(wǎng)上流傳的的碳基芯片可避開(kāi)EUV光刻機(jī)的謠言，可信度也非常低。原因之一就在于，碳基芯片只是在同等性能的前提下，制程難度低于硅芯片，如同為10nm制程，碳基芯片的性能大概是硅芯片性能的5到10倍，但不管是哪種材料，要想生產(chǎn)7nm及以下的芯片，如今有且只有一條路，那就是通過(guò)EUV光刻機(jī)。
寫(xiě)在最后
不可否認(rèn)的是，與硅基芯片相比，碳基芯片的優(yōu)勢(shì)的確很大。
來(lái)源：內(nèi)容由半導(dǎo)體行業(yè)觀察 編譯自ASML，作者Sander Hofman
EUV 的故事始于 1980 年代中期的日本，當(dāng)時(shí)，在 70 年代俄羅斯完成的多層鏡研究的基礎(chǔ)上，Hiroo Kinoshita 投影了第一張 EUV 圖像。美國(guó)和荷蘭的實(shí)驗(yàn)室很快也開(kāi)始探索這一潛在的光刻技術(shù)新發(fā)展。最初被稱(chēng)為“soft x-ray”光刻，“extreme
來(lái)源：劉浩然 與非網(wǎng)eefocus
與非導(dǎo)語(yǔ)
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一次又一次的大范圍停電，背后其實(shí)有一只龐大的“電老虎”在瘋狂吞噬電力。
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中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)又雙叒叕電力不足了。
近幾年，不少媒體都在關(guān)注臺(tái)灣電力問(wèn)題。2017年8月，因備用容率嚴(yán)重不足，大潭電廠部分機(jī)組跳機(jī)
近兩年來(lái)，經(jīng)常能聽(tīng)到芯片短缺的消息，但許多人可能還是不知道，缺芯缺到了什么樣的程度。
近日據(jù)外媒消息，光刻機(jī)巨頭阿斯麥CEO彼得·溫寧克（Peter Wennink）透露，由于芯片短缺，有大型制造企業(yè)不得不購(gòu)買(mǎi)舊洗衣機(jī)，為的就是拆除洗衣機(jī)里的芯片。
圖：芯片回收產(chǎn)業(yè)鏈
芯片不夠，洗衣機(jī)來(lái)湊？
“有一家大型工業(yè)集團(tuán)開(kāi)始購(gòu)買(mǎi)舊洗衣機(jī)，并將其中的半導(dǎo)體拆出來(lái)
荷蘭光刻機(jī)霸主ASML預(yù)計(jì)，到2023年芯片產(chǎn)能仍將緊張 。
芯東西4月21日消息，荷蘭光刻機(jī)霸主ASML的首席執(zhí)行官Peter Wennink在周三舉行的財(cái)報(bào)電話(huà)會(huì)議上談道，缺芯情況仍非常嚴(yán)重，一家大型工業(yè)集團(tuán)甚至開(kāi)始采購(gòu)洗衣機(jī)，只為拆解取出其中的半導(dǎo)體，用于自家的工業(yè)模塊。
不過(guò)，他并未指明是哪家企業(yè)，只提到這家公司高管在前一周向他透露了缺芯困境
每臺(tái)組裝好的機(jī)器經(jīng)過(guò)測(cè)試后，就會(huì)被拆解，然后發(fā)運(yùn)給芯片制造商。EUV光刻機(jī)的運(yùn)輸需要20輛卡車(chē)和三架滿(mǎn)載的波音747飛機(jī)。
中國(guó)大陸是阿斯麥沒(méi)有出口EUV技術(shù)的國(guó)家或地區(qū)一。“全球42個(gè)國(guó)家（《瓦森納協(xié)定》成員國(guó)）已經(jīng)同意對(duì)其實(shí)施出口管制，因?yàn)樗浅ｊP(guān)鍵，”溫彼得稱(chēng)，“所以這不是我們的選擇，而是政府們的選擇。”
美國(guó)對(duì)荷蘭政府的施壓早在特朗普任期內(nèi)便已開(kāi)始。
來(lái)源：半導(dǎo)體工藝與設(shè)備
導(dǎo)讀：一臺(tái)10億的ASML高端光刻機(jī)，一年能造多少顆芯片？夠華為用嗎？
眾所周知，隨著科技的快速發(fā)展，半導(dǎo)體芯片已經(jīng)成為了整個(gè)科技領(lǐng)域發(fā)展的核心，缺少了芯片，不光是我們的手機(jī)無(wú)法運(yùn)行，就連電腦、電視以及航空航天等眾多領(lǐng)域的發(fā)展都將受到一定的影響
來(lái)源：芯通社
為什么三星、臺(tái)積電、英特爾，這三家直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手企業(yè)爭(zhēng)相投資
