光刻機價格多少_還有比光刻機更貴的設備嗎

2020-12-07 電子發燒友

　　什麼是光刻機

　　光刻機是晶片製造中光刻環節的核心設備， 技術含量、價值含量極高。 光刻機涉及系統集成、精密光學、精密運動、精密物料傳輸、高精度微環境控制等多項先進技術，是所有半導體製造設備中技術含量最高的設備，因此也具備極高的單臺價值量。

　　

　　光刻機的內部組件

　　雷射器：光源，光刻機核心設備之一。

　　光束矯正器：矯正光束入射方向，讓雷射束儘量平行。

　　能量控制器：控制最終照射到矽片上的能量，曝光不足或過足都會嚴重影響成像質量。

　　光束形狀設置：設置光束為圓型、環型等不同形狀，不同的光束狀態有不同的光學特性。

　　遮光器：在不需要曝光的時候，阻止光束照射到矽片。

　　能量探測器：檢測光束最終入射能量是否符合曝光要求，並反饋給能量控制器進行調整。

　　掩模版：一塊在內部刻著線路設計圖的玻璃板，貴的要數十萬美元。

　　掩膜臺：承載掩模版運動的設備，運動控制精度達到納米級。

　　物鏡：物鏡由 20 多塊鏡片組成，主要作用是把掩膜版上的電路圖按比例縮小，再被雷射映射的矽片上，並且物鏡還要補償各種光學誤差。技術難度就在於物鏡的設計難度大，精度的要求高。

　　量臺、曝光臺： 承載矽片的工作檯， 一般的光刻機需要先測量，再曝光，只需一個工作檯，ASML 的雙工作檯光刻機則可以實現一片矽片曝光同時另一片矽片進行測量和對準工作，能有效提升工作效率。

　　內部封閉框架、減振器：將工作檯與外部環境隔離，保持水平，減少外界振動幹擾，並維持穩定的溫度、壓力。

　　

　　光刻機的分類

　　光刻機一般根據操作的簡便性分為三種，手動、半自動、全自動

　　A 手動：指的是對準的調節方式，是通過手調旋鈕改變它的X軸，Y軸和thita角度來完成對準，對準精度可想而知不高了；

　　B 半自動：指的是對準可以通過電動軸根據CCD的進行定位調諧；

　　C 自動： 指的是 從基板的上載下載，曝光時長和循環都是通過程序控制，自動光刻機主要是滿足工廠對於處理量的需要。

　　光刻機是幹什麼用的

　　就是把晶片製作所需要的線路與功能區做出來。利用光刻機發出的光通過具有圖形的光罩對塗有光刻膠的wafer曝光，光刻膠見光後會發生性質變化，從而使光罩上得圖形複印到wafer上。

　　光刻機可廣泛應用於微納流控晶片加工、微納光學元件、微納光柵、ＮＭＥＭＳ器件等微納結構器件的製備。

　　光刻機是晶片製造的核心設備之一，屬於人類製造的尖端設備，一臺超1億美元。

　　世界最先進的光刻機：EUV NXE 3350B（EUV極紫外線光刻機），號稱半導體業的終極武器，臺積電、英特爾都寄望，這臺史上最昂貴的「工具機」，會在2017年開始試產的七奈米製程大發神威，成為主力機種。

　　1億美元，單價超過6億人民幣，還得等，一臺機器相當於一架飛機的價錢，無它，全世界只有ASML能生產！那麼光刻機為什麼這麼貴？

　　

　　EUV半導體業的終極武器

　　臺積電、英特爾都寄望，這臺史上最昂貴的「工具機」，會在2017年開始試產的七奈米製程大發神威，成為主力機種。

　　全球每年生產上百億片的手機晶片、記憶體，數十年來都仰賴程序繁瑣，但原理與衝洗照片類似的曝光顯影製程生產。

　　其中以投射出電路圖案的微影機臺最關鍵、也最昂貴。過去十多年，全球最先進的微影機，都採用波長一九三奈米的深紫外光，然而英特爾、臺積電量產的最先進電晶體，大小已細小到僅有數十個奈米。這形同用同一支筆，要寫的字卻愈來愈小，最後筆尖比要寫的字還粗的窘境。

　　要接替的「超細字筆」，技術源自美國雷根時代「星戰計劃」，波長僅有十三奈米的EUV；依照該技術的主要推動者英特爾規劃，2005年就該上陣，量產時程卻一延再延。

　　因為這個技術實在太難了。EUV光線的能量、破壞性極高，製程的所有零件、材料，樣樣挑戰人類工藝的極限。例如，因為空氣分子會干擾EUV光線，生產過程得在真空環境。而且，機械的動作得精確到誤差僅以皮秒（兆分之一秒）計。

　　最關鍵零件之一，由德國蔡司生產的反射鏡得做到史無前例的完美無瑕，瑕疵大小僅能以皮米（奈米的千分之一）計。

　　這是什麼概念？ASML總裁暨執行長溫彼得（Peter Wennink）接受《天下》獨家專訪時解釋，如果反射鏡面積有整個德國大，最高的突起處不能高於一公分高。

　　「滿足這類（瘋狂）的要求，就是我們的日常工作，」兩年前由財務長接任執行長的溫彼得說。

　　因為EUV的技術難度、需要的投資金額太高，另外兩大微影設備廠──日本的Nikon和佳能，都已放棄開發。ASML儼然成為半導體業能否繼續衝刺下一代先進位程，開發出更省電、運算速度更快的電晶體的最後希望。

　　所以到目前為止能夠生產這種高端光刻機的廠家就一家，並已經佔據了高達80%的市場份額，壟斷了高端光刻機市場。

　　

　　光刻機的維護保養

　　保養勝於維修，日常的保養維護十分重要，光刻機的保養方法：

　　1、每周用壓縮空氣清潔一次各個冷卻風扇。

　　2、每周較徹底地清潔一次工具機內部。

　　3、定期保養

　　4、導軌和絲槓每月加一次潤滑脂。

　　5、每半年更換一次主軸冷卻液。

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    憑華為的技術和資金實力，當然有，但是：光刻機比研發晶片在技術要複雜許多，資金更大，光刻機生產技術可以說是目前光學科技領域最尖端技術；　　　　可能有人要說了，我們中國不是有企業研發並製造出光刻機了嗎簡單說，我們的光刻機還處在小學文化水平，別人已是高中甚至大學文化水平了。因此，即便華為有能力、有資金研究光刻機，但在幾年甚至幾十年內也無法生產、製造出當前最尖端的光刻機。----這就是現實！
  • 大族雷射誤入光刻機概念
    另外還有類光刻機產品，包括雷射封裝、雷射退火等設備。同樣是光刻機，前道的產業化應用難度非常高。正因為高端光刻機的不斷突破，也不斷支撐著集成電路產業發展，這也使得晶片越做越小，集成的電路越來越多，終端越來越小。光刻機最核心的部件是鏡頭和雷射光源，而在這兩項技術上，中國因起步晚，目前尚在追趕荷蘭、日本等國家。
  • 光刻機之戰
    但最近十年，不斷挑戰物理學極限的半導體光刻機，大有挑戰明珠之王的趨勢。航發是在極端高溫高壓下挑戰材料和能量密度的極限，而光刻是在比頭髮絲還細千倍的地方挑戰雷射波長和量子隧穿的極限。更難得的是，和低可靠性的航天高科技不同，航發和光刻的可靠性也是人類驕傲之花：前者保證了每天十萬架飛機在天空安全翱翔，後者在全球工廠每秒鐘刻出上千億個電晶體分毫不差。
  • 光刻機結構組成及工作原理
    光刻機介紹 　　光刻機（Mask Aligner） 又名：掩模對準曝光機，曝光系統，光刻系統等。常用的光刻機是掩膜對準光刻，所以叫 Mask Alignment System. 　　光刻機的結構： 　　光刻機性能指標： 　　光刻機的主要性能指標有：支持基片的尺寸範圍，解析度、對準精度、曝光方式、光源波長、光強均勻性、生產效率等。 　　解析度是對光刻工藝加工可以達到的最細線條精度的一種描述方式。
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