光刻机

相信很多人对这台机子都不是很熟悉,那么首先咱们先了解一下光刻机。光刻机(Mask Aligner) 又名:掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻。

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一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。

Photolithography(光刻) 意思是用光来制作一个图形(工艺);

在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时"复制"到硅片上的过程。

上一期写过的台积电,如今是全球最大的芯片代工厂,台积电手上掌握了目前最先进的技术手段,已经达到5纳米的工艺,同时,三星那边也研发出了5纳米的技术,并且实现了大量生产。

中国芯迎来关键性的突破

前段时间,美国又一次针对华为进行打压,不仅严重影响华为海外业务,就连芯片业务也受到了巨大的影响。在这种背景下,又一次将中国芯片企业推到了风口浪尖。而中芯国际作为国内芯片厂商的领军者,自然是备受关注,但由于缺少光刻机支持,因此其目前只能量产14nm的芯片,

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但是经过近七年艰苦攻关,“超分辨光刻装备研制”项目通过验收。这意味着,现在中国有了“世界上首台分辨力最高的紫外(即22纳米@365纳米)超分辨光刻装备”。

换句话说,我国科学家研制成功了一种非常强大的光刻机。

光刻机,那可是芯片制造的核心装备。我国一直在芯片行业受制于人,在光刻机领域更是如此,时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。

该光刻机在365纳米光源波长下,单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。项目在原理上突破分辨力衍射极限,建立了一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线,绕过国外相关知识产权壁垒。消息一出,很多人都纷纷称赞。

这个的突破亮点很多,其中这有几个最值得关注的点:

光源:粗刀刻细线

这个国产的光刻机,采用365纳米波长光源,属于近紫外的范围。

通常情况下,为了追求更小的纳米工艺,光刻机厂商的解决方案是,使用波长越来越短的光源。ASML就是这种思路。

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现在国外使用最广泛的光刻机的光源为193纳米波长深紫外激光,光刻分辨力只有38纳米,约0.27倍曝光波长。

这台国产光刻机,可以做到22纳米。而且,“结合双重曝光技术后,未来还可用于制造10纳米级别的芯片”。

也就是说,中科院光电所研发的这台光刻机,用波长更长(近紫外)、成本更低(汞灯)的光源,实现了更高的光刻分辨力(0.06倍曝光波长)。

项目副总设计师、中科院光电技术研究所研究员胡松在接受《中国科学报》采访时,打了一个比方:“这相当于我们用很粗的刀,刻出一条很细的线。”这就是所谓的突破分辨力衍射极限。

因此,它也被称为世界上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备。

这里我想引用央广的报道:

超分辨光刻装备项目的顺利实施,打破了国外在高端光刻装备领域的垄断,为纳米光学加工提供了全新的解决途径,也为新一代信息技术、新材料、生物医疗等先进战略技术领域,基础前沿和国防安全提供了核心技术保障。

项目副总设计师、中科院光电技术研究所研究员胡松介绍:“第一个首先表现于我们现在的水平和国际上已经可以达到持一致的水平。分辨率的指标实际上也是属于国外禁运的一个指标,我们这项目出来之后对打破禁运有很大的帮助。”

“第二个如果国外禁运我们也不用怕,因为我们这个技术再走下去,我们认为可以有保证。在芯片未来发展、下一代光机电集成芯片或者我们说的广义芯片(研制领域),有可能弯道超车走在更前面。”