我们都知道,在过去的数十年里,光刻一直是晶片生产的主流。通过光源,将芯片的线路图投射到硅晶片上,而这一过程的核心装置,便是光刻机。
而光刻技术则是芯片制造过程中的关键环节,它将直接影响到芯片的制程水准与表现水准。
以及光刻机,综合物理学,光学,精密仪器,聚合物物理和化学,数学,材料,自动控制,流体力学,高精密环境控制,软件等四十多个专业。
因此,目前全球有能力制造光刻机的厂商,就剩下了 ASML,尼康,佳能,上海微电子四家。ASML是一家垄断企业,市场份额达到90%。
光刻的发展,有三种途径,第一种是波长,随着波长的缩短,科技进步也越来越快,从最初的435纳米,到365纳米,再到248纳米,干法,浸水,193纳米,如今的 EUV,13.5纳米。
在确定了光源之后,需要考虑的是增加投射光刻物镜的 NA数值孔径,这是由于较大的 NA值可以使更多的光束穿过透镜,从而获得更高的能量,从而提高更高效的控制和更高的分辨能力。
第三个问题是减少光刻过程中的制程因子,这个因子是一个重要的制程参数,直接影响到光源及系统的品质。
当前最先进的极紫外光刻工艺,其光源波长13.5 nm, NA0.55 nm,工艺难度较大,即便研制成功,成本也较高。
与此同时, EUV光刻技术已经突破了0.25,很难超越,因此极紫外光刻技术的研究难度很大。
因此, ASML之前就说,由于光刻过程中的 NA值已经到达了一个临界值,所以很难再开发出更高品质的 EUV光刻。
所以,光刻的进一步发展仍依赖于光源的波长,但是我们知道,当波长发生变化时,光刻工艺就会发生变化。
从 G线到 I线,再到 KrF, ArF, EUV,这一阶段的升级,实质上是光源的升级,其次是各种光源的升级,驱动电路的改变,以及光刻过程中的各种因素的改变。
不过,在13.5 nm以后,波长会发生怎样的改变?科学家发现了一种新的方法,就是 BEUV。
本项目拟利用13.5 nm的光源,较 EUV所需的6.5 nm短,从而提高了焦深深度,提高了加工精度。
通过使用6. Xnm波长,还可以在新的修正之前,再次改善光刻过程因子 NA。
据专家预计,2035年后, BEUV光刻将取代 EUV光刻,使其在1 nm以下的制程中,仅有 BEUV光刻可满足这一需求。
以前我们在光刻工艺上已经落后了,等 BEUV技术到来,我们就不要着急,等别人跟上了我们的供应链,我们就可以跟得上国际水准,而不是像现在这样,把光刻机卡在喉咙里,只能看着。
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