光刻機(jī)
關(guān)注創(chuàng)建者：jiqian4165 創(chuàng)建時(shí)間：2018-09-17
光刻機(jī)的視頻教程
使用Ansys Lumerical 設(shè)計(jì)III-V電吸收調(diào)制器
在加入Lumerical之前，他有多年光學(xué)仿真工具使用經(jīng)驗(yàn)，并曾于日本IBM研究所、臺(tái)灣TSMC、荷蘭ASML等公司之研發(fā)部門任職，從事硅光元件、微影制程、以及極紫外光刻機(jī)開(kāi)發(fā)。
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Ansys Lumerical光子集成電路PIC 有源器件的設(shè)計(jì)與仿真
在加入Lumerical之前，他有多年光學(xué)仿真工具使用經(jīng)驗(yàn)，并曾于日本IBM研究所、臺(tái)灣TSMC、荷蘭ASML等公司之研發(fā)部門任職，從事硅光元件、微影制程、以及極紫外光刻機(jī)開(kāi)發(fā)。 更多視頻請(qǐng)關(guān)注Ansys數(shù)字資源中心：https://v.ansys.com.cn
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光刻機(jī)的實(shí)例教程
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) 而ASML不能自由出貨給很多芯片廠商帶來(lái)了不便，就像EUV光刻機(jī)不能出貨到外企中國(guó)分廠，國(guó)內(nèi)廠商訂購(gòu)的EUV光刻機(jī)至今都沒(méi)有到貨。
再加上，ASML也對(duì)俄市場(chǎng)實(shí)施了暫停出貨等政策，這給其它光刻機(jī)廠商提供了一定市場(chǎng)發(fā)展空間，只有推出類似ASML的EUV光刻機(jī)，就能夠獲得大量的市場(chǎng)。
或者說(shuō)，只要拿出了能夠替代EUV工藝的芯片制造技術(shù)。
所以很多國(guó)家和地區(qū)的企業(yè)紛紛自研新技術(shù)，或者自研先進(jìn)的光刻機(jī)等設(shè)備，這意味著ASML的EUV光刻機(jī)也正在被拋棄。
光刻機(jī)制造巨頭ASML說(shuō)過(guò)：“中國(guó)不太可能獨(dú)立造出頂級(jí)光刻機(jī)，但永遠(yuǎn)別說(shuō)永遠(yuǎn)。” ASML給自己留了一個(gè)話口，沒(méi)有說(shuō)一定或者絕對(duì)，而是以“別說(shuō)永遠(yuǎn)”的口吻去對(duì)未來(lái)的可能性做出評(píng)判。可見(jiàn)ASML也不確信中國(guó)能不能獨(dú)立造出頂級(jí)光刻機(jī)。以后的事情我們不知道，但可以確定的是，只要不斷取得進(jìn)步，就一定能離目標(biāo)更近一些。
國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)傳來(lái)好消息，邁出重要一步。得益于芯片制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，光刻機(jī)成為了許多芯片制造商們爭(zhēng)搶的半導(dǎo)體設(shè)備。作為造芯片必不可少的設(shè)備工具，越頂級(jí)的光刻機(jī)能夠曝光更多的晶圓，并且在極致光源波長(zhǎng)的作用下，光刻出數(shù)量越多的晶體管。目前全球最頂級(jí)的光刻機(jī)是EUV極紫外光源，它的生產(chǎn)制造能力掌握在荷蘭ASML公司手中。短時(shí)間內(nèi)國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)還達(dá)不到這樣的成就，可是也不需要?dú)怵H，因?yàn)閲?guó)產(chǎn)光刻機(jī)也在不斷傳來(lái)好消息，說(shuō)明并未停止腳步。
只要不斷前進(jìn)，就能迎來(lái)破局的曙光。這一次國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)在曝光光學(xué)系統(tǒng)上傳來(lái)好消息，邁出重要一步。消息事件的主角是北京國(guó)望光學(xué)科技有限公司，根據(jù)該公司公布的公告顯示，投影光刻機(jī)曝光光學(xué)系統(tǒng)研發(fā)及批量生產(chǎn)基地項(xiàng)目有三家候選人中標(biāo)，這三家候選人主要負(fù)責(zé)曝光光學(xué)系統(tǒng)該項(xiàng)目的生產(chǎn)廠商潔凈工程。
國(guó)望光學(xué)在光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈的定位是物鏡系統(tǒng)供應(yīng)商，這次展開(kāi)的曝光光學(xué)系統(tǒng)研發(fā)及生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目，可以說(shuō)是讓國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)邁出了重要一步。因?yàn)閲?guó)望光學(xué)這一生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目的布局規(guī)劃幾乎涉及到從成熟工藝到先進(jìn)工藝的覆蓋，滿足350/280nm 節(jié)點(diǎn)到28nm工藝節(jié)點(diǎn)及以下的光刻機(jī)曝光光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品IDM模式能力，實(shí)現(xiàn)集設(shè)計(jì)研發(fā)，生產(chǎn)制造和供貨交付的能力。
展開(kāi) 想必大家對(duì)“光刻機(jī)”這個(gè)詞一點(diǎn)也不陌生，但是卻沒(méi)有一個(gè)目睹過(guò)它的廬山真面目，說(shuō)一句“得光刻機(jī)者，得天下”一點(diǎn)也不過(guò)分。
01 什么是光刻機(jī)
眾所周知，光刻機(jī)是我國(guó)卡脖子的技術(shù)設(shè)備中難度系數(shù)最高的，經(jīng)常就有人說(shuō)：造光刻機(jī)還能有造原子 彈難？后來(lái)還真有人認(rèn)真分析過(guò)，最后得出了一個(gè)令人心態(tài)爆炸的結(jié)論，那就是光刻機(jī)真的比原子 彈還難搞。
那光刻機(jī)究竟是什么呢？
光刻機(jī)（Mask Aligner）又名：掩模對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)，曝光系統(tǒng)，光刻系統(tǒng)等，是制造芯片的核心裝備。它采用類似照片沖印的技術(shù)，把掩膜版上的精細(xì)圖形通過(guò)光線的曝光印制到硅片上。
看到這，想必大多數(shù)覺(jué)得，不就是個(gè)照片沖印嘛，現(xiàn)在一個(gè)小照相館也能做到，但是就這個(gè)看似小照相館也能手到擒來(lái)的技術(shù)，卻卡住了我國(guó)的科技進(jìn)步。
以ASML典型的沉浸式步進(jìn)掃描光刻機(jī)為例，它首先是激光器發(fā)光，經(jīng)過(guò)矯正、能量控制器、光束成型裝置等之后進(jìn)入光掩膜臺(tái)，上面放的就設(shè)計(jì)公司做好的光掩膜，之后經(jīng)過(guò)物鏡投射到曝光臺(tái)，這里放的就是8寸或者12英寸晶圓，上面涂抹了光刻膠，具有光敏感性，紫外光就會(huì)在晶圓上蝕刻出電路。
展開(kāi) 此后三星的7nm/5nm工藝，臺(tái)積電的第二代7nm工藝和5nm工藝的量產(chǎn)均高度依賴于0.55數(shù)值孔徑的EUV光刻機(jī)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)。
目前英特爾、臺(tái)積電、三星等頭部的晶圓制造廠商正大力投資更先進(jìn)的3nm、2nm技術(shù)，以滿足高性能計(jì)算等先進(jìn)芯片需求。而3/2nm工藝的實(shí)現(xiàn)則需要依賴于ASML新一代的高數(shù)值孔徑 (High-NA) EUV光刻機(jī)EXE:5000系列。
但是，High NA EUV光刻系統(tǒng)造價(jià)相比前代的EUV光刻機(jī)也更高了，達(dá)到了3億美元。
據(jù)了解，EXE:5000主要面向的是3nm工藝。而第二代的0.55 NA EUV光刻機(jī)TWINSCAN EXE:5200將會(huì)被用于2nm工藝的生產(chǎn)。
ASML官方表示，在2021年第四季度收到了一份TWINSCAN EXE:5000的訂單。自2018年以來(lái)，ASML已經(jīng)收到四份TWINSCAN EXE:5000的訂單。
此外，今年1月19日，ASML宣布2022年一季度，其第二代High－NA光刻機(jī)TWINSCAN EXE：5200獲得了首個(gè)訂單，第二代High－NA光刻機(jī)被用于2NM制程芯片制造，有望在2024年實(shí)現(xiàn)交付。
結(jié)合2021年7月底，英特爾曾宣布將在2024年量產(chǎn)20A工藝（即2nm工藝），并透露其將率先獲得業(yè)界第一臺(tái)High－NA EUV光刻機(jī)。
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光刻機(jī)的最新內(nèi)容
半導(dǎo)體設(shè)備制造：封裝設(shè)備、擴(kuò)散設(shè)備、焊接設(shè)備、清洗設(shè)備、測(cè)試設(shè)備、制冷設(shè)備、氧化設(shè)備、貼片機(jī)、單晶爐、氧化爐、研磨機(jī)、光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、拋光機(jī)、離子注入設(shè)備、CVD/PVD設(shè)備、涂膠/顯影機(jī)、回流焊、波峰焊、探針臺(tái)、潔凈室設(shè)備等。
五維智能感知——下一代光學(xué)的百年演進(jìn)1個(gè)月前
從ASML的光刻機(jī)到Moore Nanotech的金剛石車床，從imec的工藝模塊授權(quán)到Synopsys的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件，國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)在工具鏈的源頭上面臨著系統(tǒng)性的受制于人。這不僅推高了研發(fā)和生產(chǎn)成本，更重要的是限制了技術(shù)迭代的速度和自主定義工藝的能力。
（5）產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與生態(tài)話語(yǔ)權(quán)的缺失
在傳統(tǒng)RGB傳感器時(shí)代，MIPI等接口標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際巨頭主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)是標(biāo)準(zhǔn)的跟隨者。
微型高壓比例閥應(yīng)如何設(shè)計(jì)？2個(gè)月前
三、諾冠（IMI Norgren）的卓越實(shí)踐
作為IMI集團(tuán)旗下的核心品牌，諾冠在微型高壓比例閥的設(shè)計(jì)上始終走在行業(yè)前列，我們不僅提供標(biāo)準(zhǔn)化的系列產(chǎn)品，更擅長(zhǎng)為客戶提供定制化解決方案，從醫(yī)療呼吸機(jī)中精確控制氧氣流量的微型閥，到半導(dǎo)體光刻機(jī)中超高純度的氣體比例控制，諾冠的產(chǎn)品以卓越的重復(fù)精度、極低的遲滯性和驚人的耐用性，贏得了全球頂尖客戶的信賴。
5d522b294f72417d91964dbcdc9c222d.jpg"></figure></figure><p><br></p><p>展會(huì)設(shè)置五大核心展示專區(qū)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋：IC設(shè)計(jì)與芯片專區(qū)集中呈現(xiàn)AI芯片、汽車電子芯片、5G通信芯片等前沿產(chǎn)品；晶圓制造及封裝專區(qū)展示SiP先進(jìn)封裝、測(cè)試設(shè)備等核心環(huán)節(jié)成果；第三代半導(dǎo)體專區(qū)聚焦SiC、GaN等寬禁帶半導(dǎo)體材料與器件；半導(dǎo)體設(shè)備與材料專區(qū)則囊括光刻機(jī)
印制電路板、封裝基板半導(dǎo)體材料與設(shè)備等；
第三代半導(dǎo)體：
第三代半導(dǎo)體碳化硅SiC、氮化鎵GaN、晶圓、襯底、封裝、測(cè)試、光電子器件、(發(fā)光二極管LED、激光器LD、探測(cè)器紫外)、電力電子器件 (二極管、MOSFET、JFET、BJT、IGBT、GTO、ETO、SBD、HEMT等)、微波射頻器件(HEMT、MMIC)等；
半導(dǎo)體設(shè)備：
減薄機(jī)、單晶爐、研磨機(jī)、熱處理設(shè)備、光刻機(jī)
光刻技術(shù)第2期 | 光刻中的OPC技術(shù)6個(gè)月前
在光刻工藝中，光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)本身存在一定局限性，加之光路傳播過(guò)程中不可避免地會(huì)發(fā)生衍射與干涉現(xiàn)象，導(dǎo)致曝光在晶圓上的圖形與掩模版原始設(shè)計(jì)圖形出現(xiàn)明顯偏差。常見(jiàn)的失真表現(xiàn)包括線端縮短、線寬變窄、直角圖形被圓化等。
光刻技術(shù)第1期 | 計(jì)算光刻技術(shù)介紹6個(gè)月前
通過(guò)專業(yè)軟件對(duì)光刻系統(tǒng)光源、掩膜版、光學(xué)鏡頭等核心元素進(jìn)行全流程精準(zhǔn)模擬與參數(shù)優(yōu)化，從軟件層面突破光刻機(jī)硬件性能限制，助力其更精準(zhǔn)地刻蝕芯片微小結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)光刻分辨率與芯片生產(chǎn)良率的雙重提升，為集成電路向更小特征尺寸迭代提供核心技術(shù)支撐。
[NEWSLETTER] 泰伯(TALBOT)光刻機(jī)7個(gè)月前
作為最著名的衍射效應(yīng)之一，泰伯(Talbot)效應(yīng)可以用于光刻技術(shù)中以制造周期性納米結(jié)構(gòu)。繼I.-H. Lee等人，我們?cè)诹呅尉W(wǎng)格上構(gòu)造了一個(gè)圓錐形光柵掩膜版，并以深度方式模擬了Talbot圖像的生成。 特別是，由于光刻過(guò)程中使用的紫外光是非偏振的，因此我們?cè)谑纠醒菔玖巳绾螢閂irtualLab Fusion中的光柵模擬建模非偏振光。
圓錐形相位掩模的Talbot圖像
60000平方米的展區(qū)內(nèi)，新凱來(lái)等國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)帶來(lái)的光刻機(jī)技術(shù)突破，彰顯著中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃生機(jī)——而在這每一個(gè)突破背后，都離不開(kāi)精密加工的堅(jiān)實(shí)支撐。
在2025深圳灣芯展的現(xiàn)場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備“國(guó)家隊(duì)”新凱來(lái)展示了其DUV光刻機(jī)原型機(jī)及“名山”系列全鏈條設(shè)備，標(biāo)志著中國(guó)在突破半導(dǎo)體關(guān)鍵制造工藝方面取得的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。
同時(shí)芯片尺寸的縮小和制造還離不開(kāi)各種芯片生產(chǎn)機(jī)器，如光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等，這就進(jìn)一步加劇了全球的芯片競(jìng)爭(zhēng)。
