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走進(jìn)世界上最貴精密儀器出廠地:ASML光刻機(jī)工廠


  來源: 半導(dǎo)體行業(yè)聯(lián)盟 時間:2018-11-26 編輯:思楊
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2002年SMEE成立,是中國政府為了填補(bǔ)光刻機(jī)空白而立項。上海微電子裝備公司總經(jīng)理賀榮明去德國考察時,有工程師告訴他:“給你們?nèi)讏D紙,也做不出來?!辟R榮明幾年后理解了這句話。

光刻機(jī),被稱為現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花,其制造難度之大,全世界只有少數(shù)幾家公司能夠制造。其售價高達(dá)7000萬美金。用于生產(chǎn)芯片的光刻機(jī)是中國在半導(dǎo)體設(shè)備制造上最大的短板,國內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口。

在能夠制造機(jī)器的這幾家公司中,尤其以荷蘭(ASML)技術(shù)最為先進(jìn)。價格也最為高昂。光刻機(jī)的技術(shù)門檻極高,堪稱人類智慧集大成的產(chǎn)物。

“十二五”科技成就展覽上,上海微電子裝備公司(SMEE)生產(chǎn)的中國最好的光刻機(jī),與中國的大飛機(jī)、登月車并列。它的加工精度是90納米,相當(dāng)于2004年上市的奔騰四CPU的水準(zhǔn)。國外已經(jīng)做到了十幾納米。

光刻機(jī)制造難度有多大?

光刻機(jī)跟照相機(jī)差不多,它的底片,是涂滿光敏膠的硅片。電路圖案經(jīng)光刻機(jī),縮微投射到底片,蝕刻掉一部分膠,露出硅面做化學(xué)處理。制造芯片,要重復(fù)幾十遍這個過程。

位于光刻機(jī)中心的鏡頭,由20多塊鍋底大的鏡片串聯(lián)組成。鏡片得高純度透光材料+高質(zhì)量拋光。SMEE光刻機(jī)使用的鏡片,得數(shù)萬美元一塊。

ASML的鏡片是蔡司技術(shù)打底。鏡片材質(zhì)做到均勻,需幾十年到上百年技術(shù)積淀。

“同樣一個鏡片,不同工人去磨,光潔度相差十倍?!盨MEE總經(jīng)理賀榮明說,他在德國看到,拋光鏡片的工人,祖孫三代在同一家公司的同一個職位。

另外,光刻機(jī)需要體積小,但功率高而穩(wěn)定的光源。ASML的頂尖光刻機(jī),使用波長短的極紫外光,光學(xué)系統(tǒng)極復(fù)雜。有頂級的鏡頭和光源,沒極致的機(jī)械精度,也是白搭。光刻機(jī)里有兩個同步運(yùn)動的工件臺,一個載底片,一個載膠片。兩者需始終同步,誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動,加速度跟導(dǎo)彈發(fā)射差不多。賀榮明說:“相當(dāng)于兩架大飛機(jī)從起飛到降落,始終齊頭并進(jìn)。一架飛機(jī)上伸出一把刀,在另一架飛機(jī)的米粒上刻字,不能刻壞了?!倍?,溫濕度和空氣壓力變化會影響對焦?!皺C(jī)器內(nèi)部溫度的變化要控制在千分之五度,得有合適的冷卻方法,精準(zhǔn)的測溫傳感器。”賀榮明說。SMEE最好的光刻機(jī),包含13個分系統(tǒng),3萬個機(jī)械件,200多個傳感器,每一個都要穩(wěn)定。像歐洲冠軍杯決賽,任何一個人發(fā)揮失常就要輸球。


據(jù)cnBeta、環(huán)球網(wǎng)、快科技等多家媒體證實,近日長江存儲從荷蘭阿斯麥(ASML)公司訂購的一臺光刻機(jī)已抵達(dá)武漢。這臺光刻機(jī)價值高達(dá)7200萬美元,約合人民幣4.6億元。


另據(jù)日經(jīng)亞洲評論(Nikkei Asian Review)上周報道,中芯國際也向阿斯麥下單了一臺價值高達(dá)1.2億美元的EUV(極紫外線)光刻機(jī)。這臺機(jī)器預(yù)計將于2019年初交貨。


雖然是買別人的東西,但是這兩條信息還是足夠令國人興奮,畢竟這種機(jī)器咱們造不出來,人家不賣給咱們,自己的芯片制造就搞不定。


上面這個就是ASML光刻機(jī)的截面圖,這臺機(jī)器價值不菲。事實上中國的芯片制造商們要想量產(chǎn)7nm及其以下的工藝的芯片,就必須引入EUV光刻機(jī)。

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