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第二百四十三章 超紫外鐳射!波長1.5nm!功率2000w!(1)

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當北方的清晨亮起第一抹陽光,長春光機所地下實驗室裡,一場激動人心的實驗,也終於開始了。

鐳射發生器開始預熱,這是全套光刻機臺中最核心的部件之一,由中科光電院設計製造。

鐳射光源射出後,首先會進入光束矯正器,矯正器共有三組,調整光束入射方向,讓激光束儘量保持平行。

調整完畢的平行鐳射,會進入能量控制器。

顧名思義,能量控制器是調節鐳射功率的存在,控制最終照射到矽片上的能量大小。

像晶片這樣的高精密製造業,無論曝光不足或者過足,都會嚴重影響出片質量,所以能量必須收到嚴格的控制。

能量控制器之後,是光束形狀設定器,它可以設定光束形態,呈圓型,環型,散射型等等不同的形狀,而不同形態的鐳射,又有著不同的光學特性。

光束形狀設定器尾部,還有一組遮光器,在不需要曝光的時候,遮光器會把光束攔下來,防止光束照射到矽片上。

再然後是能量探測器,這個東西主要是檢測光束功率的,它無法單獨使用,而是將檢測訊號回饋給能量控制器,配合能量控制器進行功率調整。

調整完畢的激光束,會穿過掩模版,進入物鏡。

掩膜版也叫光罩,簡單來說呢,它就是一塊內部刻著線路設計圖的玻璃板,給矽片曝光用的,你想要什麼樣的半導體設計線路,就定製什麼樣的掩膜版。

掩膜版的價格和精度成正比,國內海凸版,無錫華潤,中微,深圳清逸,路維,十三所,五十五所,自動化所等等,都可以做這個東西。

目前,華夏已經把基礎型掩膜版價格,砸成了白菜價,帝都微電子所的2um光刻板,只要一千兩百塊,南京55所的一千一百塊,精度1um的板子五千塊,無錫華潤略貴,兩千塊起步,但板子做的確實漂亮。

而要是精度達到納米級別的板子,那可就相當昂貴了,根據業內小道消息,蘋果公司給旗下m1型處理器定製的掩膜版,造價高達上百萬美元。

掩膜版下方,是一種名為掩膜臺的機械裝置,它的作用是承載掩模版進行運動,控制精度為納米級,為了達到苛刻的精確控制要求,長春光機所從崑崙集團採購了高精度極光電機。

在這套機臺上,其實有很多技術和產品,都是來自崑崙集團,但最重要的部分,必須是掩膜臺下方,巨大而又極端精密的物鏡。

物鏡由三十多塊鏡片組成,主要作用是把掩膜版上的電路圖,按照比例縮小,再用鐳射對映的矽晶圓上,並且物鏡還要主動補償各種光學誤差,控制曝光精度。

可以毫不誇張的說,物鏡就是光刻機的心臟,如果物鏡技術過關,哪怕掩膜技術差一點,光源功率弱一些,最終也能得到不錯的結果。

但如果物鏡技術不行,其他所有子系統就算造的再好,也沒有任何作用。

畢竟光刻機的本質,是一套光學系統。

很多不瞭解半導體行業的同學,往往對其有所誤解,真正的晶片製造流程,是鐳射透過物鏡在矽片上曝光出來的,而不是用機器物理雕刻出來的。

高原目光掃過碩大的物鏡時候,嘴角輕輕揚起一抹弧度,信心滿滿。

這套物鏡來自系統那大豬蹄子的饋贈,絕不是把三十多片打磨好的玻璃拼接起來那麼簡單,除了精度,它還有著強大的功率補償機制,容錯機制。

也就是說,鐳射透過物鏡後,功率可以得到一定程度提升,精度方面,則可以做到無限接近完美的程度。

總之就是很牛逼很強大的意思,開了外掛的物鏡,效果槓槓的。

物鏡下面,就是測量臺和曝光臺了,老式光刻機需要先測量,再曝光,而這種雙工作臺系統,則可以實現一片矽片曝光同時,對另一片矽片進行測量和校準,工作效率提高一倍以上。

目前世界上,只有荷蘭asml掌握雙工作臺技術,長春這個機臺如果量產的話,將是世界第二名。

整套機臺最底部,是內部封閉框架和減振器,它們負責將工作臺與外部環境隔離,保持水平,減少外界振動干擾,並維持恆定的溫度和壓力。

這一點極其重要,畢竟是製造高精密晶片,哪怕最微小的震動,一粒塵埃,或者空氣溫度和溼度的差別,都有可能導致矽片曝光失敗,或者前後兩批晶片的效能不一致。

一臺完整的光刻機,大體就是這樣了。

聽上去簡單,其實卻是人類歷史上最複雜最精密的機臺,沒有之一。

放眼全球,能做到紫外的,只有asml,佳能,尼康三家,而能做到極紫外的,則只有荷蘭asml,其餘所有競爭對手,全部慘遭淘汰,消失在歷史的長河中。

“開始!”

長春光機所的所長叫杜維明,隨著他一聲令下,全封閉絕塵實驗室裡,光刻機開始運行,大概也就十幾秒鐘過後,一片十二寸矽晶圓就被送下了機臺。

其實,光刻機工作速度是很快的,每小時出片兩百張以上,完全不存在任何問題。

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制約產能的主要是沉積裝置,PVD和CVD這類,其次是刻蝕裝置包括ICP,CCP,DIE這幾種機臺,另外熱處理裝置工作效率也十分感人。

一條月產能一萬片十二寸晶圓的fab製造線,光刻機或許只有四五臺,但刻蝕機,卻起碼要有六十臺起步,如果想要追求高效率,甚至要堆一百臺以上的刻蝕機。

目前,中微半導體的介質刻蝕技術,矽通孔刻蝕技術,位列全球前三,全球最牛的半導體代工廠臺積電,生產線上就有成百上千臺來自中微的刻蝕機,算是國產半導體行業裡比較爭氣的存在。

“成了!”

“一次出片成功,比我預想的還要順利!”

“不愧是崑崙集團啊,臨時加進來的光學系統,竟然和舊機臺配合的這麼好!”

實驗室裡,穿著全套無塵服的工程師,取下十二寸矽晶圓,仔細看,會發現上面出現了密密麻麻,無比繁雜的線條,燈光下亮晶晶的,甚是喜人。

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