中国的光刻机发展到什么程度?

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wojiukan
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中国的光刻机发展到什么程度?

首先要告诉你的是:目前,中国最先进的光刻机仍然是90纳米步进扫描投影光刻机,至于工艺节点达到28纳米浸没式DUV光刻机部件仍在研发中,估计很快就能完成,因此国内光刻机的性能将进一步提高。

我国的光刻机发展到什么地步了

在国内半导体产业链中,光刻机是唯一的缺点。只要光刻机像蚀刻机、离子注入机、光刻胶等一样上升,就不是问题。因此,光刻机已成为制约我国半导体产业发展的唯一因素。只要解决了光刻机的制约,一切都很容易解决。

我国的光刻机发展到什么地步了

国内芯片的现状

目前,中国最先进的光刻机工艺节点是90纳米,不依赖国外技术。在国外技术的支持下,芯片的工艺工艺可以推广到7纳米,而不依赖极紫外线EUV光刻机。

然而,美国已经限制了中国12纳米以下芯片的生产。去美国化时,中国芯片的最高工艺是14纳米。

我国的光刻机发展到什么地步了

14纳米工艺芯片能够满足国内军工、工业、航空航天、航空和汽车的需求。毕竟,上述企业对芯片的可靠性、耐高低温性和耐辐射性有较高的要求,对工艺要求不高。手机和电脑使用的芯片对工艺要求较高,这是硬实力。

也就是说,即使美国限制了12纳米以下工艺的芯片生产,国内工业的发展也无能为力。

国内光刻机的现状

正如上面提到的,依靠中国独立的技术,只能生产90纳米光刻机的工艺节点,但这并不意味着光刻机只能生产90纳米芯片的工艺工艺,经过多次曝光等步骤后,芯片的工艺工艺将进一步改进。如果是这样,它就无法与极紫外线EUV光刻机相比。

与光刻机相关的三个部件是光源、透镜组和双工件平台。只要这三个部件得到解决,光刻机面临的问题就会得到解决。同时,这三个部件也是光刻机中最困难的部件。毕竟,它们与光学、超精度加工等有关。

中国光刻机的三个部件

第一:光源

目前,我国已生产出适用于步进投影式DUV光刻机的第三代光源,即波长248纳米、重复频率4000hz、功率40瓦的氟化氪激光器。由于波长仅为248纳米,因此自然不能用于极紫外线EUV光刻机。毕竟,极紫外线EUV光刻机使用的光源波长为13.5纳米。

二是透镜组

由于国内与光刻机相关的镜像或镜像的消息很少被披露,因此对国内镜像系统的相关进展知之甚少。由于成熟可用的步进式投影式DUV光刻机,镜像系统必须制造出来。然而,这只是一个镜头,而不是一个镜头,也不能用于极紫外线EUV光刻机。

三是双工件台

双工件台也有现成的,即自主研发的DWS系列。双工件台平均运动偏差为4.5纳米,标准运动偏差为7纳米,最大速度为1.1米/秒,最大加速度为2.4g。

DWSI系列也由磁悬浮平面电机驱动,但被平面光栅干扰位移测量技术所取代。

在上述技术的加成下,减少了运动偏差、加速度、运动速度等数据。DWSI双工件平台的平均运动偏差为2.5纳米,标准运动偏差为5纳米,最大速度为1.5米/秒,最大加速度为3.2g。

国际先进光刻机的现状

ASML是世界上最先进的光刻机制造商。当然,极紫外线EUV光刻机的部件相当精确,需要世界主要发达国家的支持。

第一:光源

ASML生产的极紫外线EUV光刻机采用激光等离子体光源,波长为13.5纳米,功率为250W。早期的Cymer也属于美国,但最终被ASML收购。

光源有两个主要特点:

第一,高达250瓦的功率

由于极紫外线EUV光刻机采用反射物镜系统,光源功率足够高。当紫外线光波被十多个反射器的反射吸收时,剩余功率可以满足光刻的要求。此外,光刻机光源功率越高,芯片刻录速度越快,效率自然就越高。

第二,13.5纳米的短极紫外波。

众所周知,光刻机所用光源的波长与最小工艺密切相关。由于芯片工艺与光刻机的曝光分辨率密切相关。

光刻机的曝光分辨率与光源的波长密切相关。当然,光源的波长越短,曝光分辨率越高,工艺越小,技术含量越高。光源波长越长,曝光分辨率越低,芯片工艺越大,技术含量越少。目前,手机、电脑等电子产品使用的芯片工艺已降至4纳米,但技术含金量相当高。

二是物镜组

极紫外线EUV光刻机使用后是反射器,当反射器表面不光滑时。进入镜子的光源将反射到各个方向,从而降低光源的聚合,降低光源的功率,可能不能满足刻录芯片的需要,为了使光源反射,但也具有较高的聚合和较大的功率,因此对反射器的表面粗糙度有严格的要求。

ASML的极紫外线EUV光刻机采用德国蔡司开发的反射镜。这些反射镜的表面涂有近100层钼和硅薄膜,薄膜的粗糙度控制在0.05纳米,比芯片的工艺流程小两个等级,制造难度相当大。

三是双工件台

双工件台的作用是承载晶圆,主要是将光刻前的准备工作与正在进行的光刻芯片分开。

也就是说,当一个工件台上的晶圆被曝光时,另一个工件台在曝光前测量晶圆。当第一个工件台的曝光完成后,两个工件台交换位置和功能。这样,光刻机的生产速度就可以提高。使用双工件台的光刻机,每小时可处理200个晶圆。与使用单工件台的光刻机相比,生产效率提高了3倍。

ASML开发的极紫外EUV光刻机采用自己开发的Twinscan系列双工件台,运动精度误差控制在1.8纳米。

综上所述,ASML生产的极紫外EUV光刻机三大核心部件的研发难度相当大。

就全球而言,只有一两家企业能拿出来。

除上述三个核心部件外,还有覆盖平台、覆盖板、光刻胶、操作系统等。可以看出,光刻机的研发和生产确实是一件相对困难的事情,基本上可以成为当今世界上最困难、最复杂的综合系统。

通过比较国内外光刻机的三个部件,我们可以看到,国内光源的波长和功率、反射镜和双工件平台的运行精度仍有很大差距。然而,ASML并不准备服从美国的命令,并希望向中国出口浸没式DUV光刻机。这里的意思很清楚。

当中国开发浸没式DUV光刻机时,ASML再次销售是没有用的。据估计,他们听到了中国浸没式DUV光刻机的声音,并希望在研发出现之前赚大钱。从那时起,中国的浸没式DUV光刻机离出生不远了。

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