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打破封锁,逆风起飞!华为海思芯片“十年备胎”一夜转正!

19 May,2019

北京时间5月17日凌晨,华为心声社区转发该公司海思总裁何庭波致员工的一封信。在信中,何庭波首次披露,海思是多年前成立,预计有一天所有美国的先进芯片和技术将不可获得,而华为仍将继续为客户服务。为了这个假设,海思为公司的生存打造了“备胎”。何庭波在信中提道,“华为被列入美国商务部工业和安全局(BIS)的实体名单”,而为了兑现公司对于客户持续服务的承诺,华为将所有曾经打造的备胎,一夜之间全部转‘正’,确保公司大部分产品的战略安全和连续供应”。5月17日下午,华为消费者业务CEO余承东转发华为海思总裁致员工信并配上评论称,消费芯片一直就不是备胎,一直在做主胎使用,华为始终坚持打造自己芯片的核心能力,坚持使用与培养自己的芯片。海思成立于2004年,其前身是创建于1991年的华为集成电路设计中心。该公司是一家半导体和IC设计公司,提供连接和多媒体芯片组解决方案,包括为无线通信、智能设备、数据中心、人工智能、视频和物联网应用等领域提供芯片。该公司官网显示,其拥有7000多名员工,8000多项专利。在海思推出的一众产品中,麒麟芯片最为外界所知,广泛应用在华为智能手机产品上。2014年5月,华为首次发布麒麟芯片,并搭载于华为智能手机P7上。随后,华为多次发布搭载麒麟芯片的智能手机。除了手机芯片,海思的产品还有服务器芯片(鲲鹏系列)、基站芯片、基带芯片、AI芯片等等。美方供应商股价大跌,A股华为概念股大涨美国时间5月15日,美国总统特朗普签署行政命令,要求美国进入紧急状态,禁止美国企业使用任何可能会危害国家安全的公司生产的通讯设备。北京时间5月16日上午,华为发布声明称,“封杀令”将使美国在5G建设中落后。在白宫宣布签署限制令后不久,美国商务部对外表示已将华为和其70家子公司添加到实体名单中。这意味着,华为需要经美国政府批准的情况下才能从美国公司购买零件。外媒援引美国官员称,这一决定将使华为难以或基本不可能销售产品,其将在未来几年生效。美方宣布将华为和其70家子公司添加到实体名单后,华为在美供应商的股价大跌。NeoPhotonic公司是华为的光学元件供应商,当天暴跌20.63%,创下近4年来最大单日跌幅。另一家华为光学元件供应商Lumentum跌11.54%,报50.2美元/股,创6个月来最低跌幅。整体来看,特朗普政府宣布计划将华为列入“实体清单”后,美国科技股普跌。博通跌2.33%,英特尔微跌0.2%,费城半导体跌1.68%,凌云半导体跌超3%。今日,华为概念股在香港受挫。收盘时,舜宇光学大跌10.41%,瑞声科技跌3.58%,丘钛科技暴跌15.77%,比亚迪电子跌11.76%与港股表现不同,A股市场,华为概念股诚迈科技一字涨停封盘,而中科创达下跌0.5%。其他芯片概念股普涨,北京君正、紫光国微涨停,士兰微、晓程科技、江丰电子一度涨幅均在5%以上,随后涨幅回落。余承东:坚持打造自己芯片的核心能力5月17日下午,华为消费者业务CEO余承东转发华为海思总裁致员工信并配上评论称,“消费芯片一直就不是备胎,一直在做主胎使用,哪怕早期K3V2竞争力严重不足,早年华为消费者业务品牌和经营都最困难的时期,我们也始终坚持打造自己芯片的核心能力,坚持使用与培养自己的芯片,同时继续使用一部分美国芯片及部件!美国这次限制性名单,不仅对于华为,对于美国芯片、软件、部件等供应商,更是一个巨大损失!”有券商分析师称,高通内部已经通知,停止给华为供货。另有半导体行业分析师表示,在中国厂商中,海思虽然在研发上最强,但是华为并未把芯片产业从头到尾掌握,所以制裁会对华为有一定的影响。在2018年华为的700亿美元采购中,大约有110亿美元是来自高通、英特尔和美光科技公司等美国公司。截至记者发稿时,高通方面尚未回复记者对此事的询问。对于海思芯片所受影响,上述半导体分析师表示,如果台积电与华为保持合作,影响应该不大。台积电是华为芯片的制造商。由于现代半导体产业链高度分工,芯片设计和芯片制造往往由两家不同的公司完成。截至记者发稿时,台积电方面尚未对此做出回应。上述半导体分析师表示,华为进入美国BIS的实体名单,不只是芯片和智能终端产品,包括通信设备、服务器等华为内部几乎所有业务都将受到影响。背后是通信业产业链高度分工,部分上游供应无法找到替代供应商。华为的核心供应商名单中,美国供应商占最多,达33家,占比约36%。但对于华为在美国市场的销售,则影响不大。有业内人士表示,华为仅有部分的通信设备销售给了部分针对美国地广人稀的农村提供服务的电信运营商。事实上,自2012年以来,华为在美国就麻烦不断。美国Verizon和At&t等主要电信运营商一直没有与华为建立全面合作,华为智能手机业务在美国也未全面展开。华为2018年年报显示,其销售收入达7212亿元人民币,同比增长19.5%。从区域来看,来自中国市场收入占比达51.6%、欧洲中东非洲占24.3%,亚太占15.1%,而美洲占6.6%。华为称会对与其合作的美国公司造成巨大经济损失2018年8月开始,美国正式以国家安全和外交利益为由,陆续将107家中国机构和个人列入到实体清单,范围涉及机械、超级计算机、半导体、航空航天、光学仪器等多个领域的龙头企业、研究机构和个人。2019年5月16日,商务部例行新闻发布会上,在回答美国正在采取行动禁止华为进入美国政府事先批准从美国公司购买零部件和技术的问题时,发言人高峰表示,中方多次强调,“国家安全”概念不应该被滥用,不应该成为推行贸易保护主义的工具。高峰还表示,“我们坚决反对任何国家根据自己的国内法对中国的实体实施单边制裁,也反对泛化国家安全概念、滥用出口管制措施。我们敦促美方停止错误做法,为两国企业开展正常的贸易与合作创造条件,避免对中美经贸关系造成进一步冲击。中方将采取一切必要措施,坚决维护中国企业的合法权利。”5月17日,华为再度发声称,“BIS的决定,这不符合任何一方的利益,会对与华为合作的美国公司造成巨大的经济损失,影响美国数以万计的就业岗位,也破坏了全球供应链的合作和互信。华为将尽快就此事寻求救济和解决方案,采取积极措施,降低此事件的影响。任正非此前曾表示:要有持久战的心理准备心声社区于2008年6月上线,此前曾是华为内部论坛。2010年后,华为总裁任正非决定开放心声社区,让员工多说真话。不过只有内部员工且拥有W3账号才能登录,否则只能作为游客浏览。最近几年,华为公司很多文件第一时间通过心声社区发布,由员工评价。2018年12月,孟晚舟在加拿大温哥华被捕,美国要求引渡,随后其被法院批准保释。孟晚舟事件之后,华为高层多次利用心声社区发声。2019年5月13日,心声社区发布了其CFO孟晚舟在5月9日给所有华为员工一封名为《谢谢你们,我最亲密的伙伴》的信。在这封信中,孟晚舟表示,“从未有机会如此紧密地与18.8万华为人联接在一起”。5月16日,心声社区微信公众号还推送了华为CDG软件部总裁王成录所写的《让软件成为华为手机的硬实力》。王成录在这篇文章上回忆了华为EMUI如何围绕用户体验发展起来的过程。与芯片类似,操作系统也认为是国产替代的关键环节,因为目前国内手机厂商所采用的操作系统基本基于谷歌的Android。目前,心声社区头部最显著位置是一篇任正非4月12日在CNBG誓师大会上的讲话,题目叫做“极端困难的外部条件,会把我们逼向世界第一”。任正非在文章中提道:“要保持战略耐心与定力,面对困难,要心有惊雷,面不改色。我们要有持久战的心理准备。”

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精华 | 芯片制造非常难,但是难到什么程度你知道吗?

13 May,2019

来源:知乎,作者OwenChen  随着制程的进一步缩小,芯片制造的难度确实已经快接近理论极限了。首先简单介绍一下当前芯片先进制程的发展现状,下图是近些年芯片制程的发展图,Intel曾一度处于业内领头羊地位,引领半导体先进制程的发展,但是从14nm到10nm制程时遇到了很多麻烦,一度处于难产状态。Intel在10nm量产后又迟迟难以进一步推进,目前7nm量产还没有一个确定的日期,虽然Intel的10nm工艺有着比竞争对手更高的晶体管密度。 半导体制程发展 我们再来看看竞争对手,目前拥有最先进制程的厂商无疑非台积电(tsmc)莫属,台积电在2018年最早实现了7nm制程的突破并量产,而5nm制程工艺也已指日可待,预计在2020年实现量产。 台积电制程规划 紧随其后的是三星,在台积电之后也成功实现了7nm制程的量产,所不同的是,三星提前使用了EUV光刻技术来进行7nm工艺,而台积电则把EUV留到了5nm以后的制程。但是,相对而言,三星的7nm工艺不如台积电的7nm工艺,台积电也因此在7nm制程工艺上斩获了大量的订单。 三星制程规划 而曾今从AMD分离的半导体大厂格罗方德则干脆直接放弃了7nm工艺的研发,表示玩不起了。 另外就算有再强的研发实力和经济实力,也不表示这个游戏可以一直玩下去,详细内容可以参考以下话题,目前的制程工艺已经在逼近理论极限。 我们再回到这个问题本身上来,半导体制造的难度最主要是制程的实现,半导体厂商之间的竞争也体现在先进制程的突破上。以下将从制程和其他几个方面作简单介绍: 先进制程 半导体工艺制程的实现需要很多的工艺相互配合,主要的有光刻工艺,蚀刻工艺,金属工艺,化学气相沉积工艺,离子注入工艺等。由于芯片的制造过程中所有的图形都是有光刻工艺决定的,而其他工艺只是在光刻工艺制作出的模板上进一步加工,因此直接决定制程的就是光刻工艺。光刻工艺的精度又是由光刻机的光学分辨率决定: ASML设备发展 顶尖光刻机邻域荷兰ASML公司一家独大,每一次制程的进步和新型光刻机的推出都是密不可分的。最新的7nm制程工艺的量产就得益于ASMLEUV光刻机的成功研制,实际上由于大功率EUV光源实现困难,EUV光刻机只到2018年才正式进入量产,而不是上图计划中的2010年左右。 ASMLEUV 光刻机除了对分辨率的要求以外,对于对准(Overlay)有更高的要求,比如上图中最新的EUV光刻机对准的误差是1.4nm,并且达到这一水平还需要在高速状态下实现,有一个说法是: “相当于两架大飞机从起飞到降落,始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀,在另一架飞机的米粒上刻字,不能刻坏了。” 实际上这个说法并不夸张,只有在这种精度级别上才能实现目前所需的制程。 当然,光刻工艺精度的提高,对其他蚀刻等工艺也会提出更高的要求,只有所有的工艺都能够完美的配合时,才能实现新一代制程的导入。 工艺流程 半导体工艺类型只有我上面提到的不到10个(光刻,蚀刻,化学气相沉积等),但是实际上由于芯片的制备是一层一层的加工制造,并且制程越先进,晶体管密度越大,相应的所需要的层数也越多,因此需要各种类型的工艺反复的进行加工。芯片从晶圆开始加工到结束可能需要300道以上的工序,而任何一道工序稍有失误就可能导致大量的芯片报废。并且很多工艺都是没有挽救余地的,中间只要有一个工艺发生偏差就只能报废处理,还有很多时候很小的偏差只有等到芯片制造完成进行电性能测试的时候才能发现,这样造成的损失就更加庞大。 芯片剖面图 因此在整个工艺流程中,设备的状态,工艺参数,材料的供应,环境因素等等都可能导致严重的后果,例如台积电最近的两次事故,对于台积电这种具有丰富经验的先进制程半导体厂商都难以预防,那些新建立的芯片制造厂商可能交学费都要交到破产了。  生产运营 建立一条先进制程芯片产线需要大量的资金投入,而维持一条先进制程产线本身也需要大量的资金投入,因此需要保证产线尽可能满负荷运营才能实现有竞争力的盈利。所以需要保证有充足的订单,要想拿到订单又需要有领先的制程技术,领先的制程技术又需要大量的研发经费,很多半导体厂商玩不起就玩不下去了。 生产运营包含提高良品率,提高生产效率,节约成本,事故预防等等,所以芯片制造不只是制造出来就可以,还需要以尽可能低的成本制造出来。 免责声明:文章为作者独立观点,不代表火蓝电子立场。如因作品内容、版权等存在问题,请于本文刊发30日内联系火蓝电子进行删除或洽谈版权使用事宜。

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精华 | 我的名字是光刻机,这是我的简历,请查收

01 Apr,2019

半导体芯片生产主要分为IC设计、IC制造、IC封测三大环节。IC设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定,并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。IC制造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上,并实现预定的芯片功能,包括光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。IC封测完成对芯片的封装和性能、功能测试,是产品交付前的最后工序。     芯片制造核心工艺主要设备全景图 光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤,耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上,这一过程通过光刻来实现,光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行20-30次的光刻,耗时占到IC生产环节的50%左右,占芯片生产成本的1/3。                               光刻工艺流程详解 光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶,再用光线(一般是紫外光、深紫外光、极紫外光)透过掩模照射在硅片表面,被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶,就实现了电路图从掩模到硅片的转移。光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀,最后洗去剩余光刻胶,就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。光刻分为正性光刻和负性光刻两种基本工艺,区别在于两者使用的光刻胶的类型不同。负性光刻使用的光刻胶在曝光后会因为交联而变得不可溶解,并会硬化,不会被溶剂洗掉,从而该部分硅片不会在后续流程中被腐蚀掉,负性光刻光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。在硅片表面构建半导体器件的过程正性光刻与负性光刻相反,曝光部分的光刻胶会被破坏从而被溶剂洗掉,该部分的硅片没有光刻胶保护会被腐蚀掉,正性光刻光刻胶上的图形与掩模版上图形相同。                       正性光刻与负性光刻对比1)气相成底膜硅片在清洗、烘培后首先通过浸泡、喷雾或化学气相沉积(CVD)等工艺用六甲基二胺烷成底膜,底膜使硅片表面疏离水分子,同时增强对光刻胶的结合力。底膜的本质是作为硅片和光刻胶的连接剂,与这些材料具有化学相容性。2)旋转涂胶旋转涂胶步骤形成底膜后,要在硅片表面均匀覆盖光刻胶。此时硅片被放置在真空吸盘上,吸盘底部与转动电机相连。当硅片静止或旋转的非常缓慢时,光刻胶被分滴在硅片上。随后加速硅片旋转到一定的转速,光刻胶借助离心作用伸展到整个硅片表面,并持续旋转甩去多余的光刻胶,在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层,旋转一直到溶剂挥发,光刻胶膜几乎干燥后停止。 涂胶设备3)软烘涂完光刻胶后,需对硅片进行软烘,除去光刻胶中残余的溶剂,提高光刻胶的粘附性和均匀性。未经软烘的光刻胶易发粘并受颗粒污染,粘附力会不足,还会因溶剂含量过高导致显影时存在溶解差异,难以区分曝光和未曝光的光刻胶。4)曝光曝光过程是在硅片表面和石英掩模对准并聚焦后,使用紫外光照射,未受掩模遮挡部分的光刻胶发生曝光反应,实现电路图从掩模到硅片上的转移。5)显影光刻原理图使用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶可溶解区域,使可见图形出现在硅片上,并区分需要刻蚀的区域和受光刻胶保护的区域。显影完成后通过旋转甩掉多余显影液,并用高纯水清洗后甩干。 显影过程示意图6)坚膜显影后的热烘叫做坚膜烘培,温度比软烘更高,目的是蒸发掉剩余的溶剂使光刻胶变硬,提高光刻胶对硅片表面的粘附性,这一步对光刻胶的稳固,对后续的刻蚀等过程非常关键。7)检测对硅片的显影结果进行检测,合格的硅片进入后续的刻蚀等流程,不合格的硅片在清洗后进入最初流程。8)刻蚀刻蚀是通过化学或物理的方法有选择地从硅片表面除去不需要材料的过程,通过刻蚀能在硅片上构建预想的电子器件。干法(物理)、湿法(化学)刻蚀原理示意图刻蚀分为干法刻蚀和湿法刻蚀两种。干法刻蚀是将硅片表面暴露在惰性气体中,通过气体产生的等离子体轰击光刻胶开出的窗口,与硅片发生反应去掉暴露的表面材料,是亚微米尺寸下刻蚀器件的最主要方法。湿法刻蚀使用液态化学剂(酸、碱、有机溶剂等)用化学方式去除硅片表面的材料,一般只用于尺寸较大的情况。9)去胶刻蚀完成后,通过特定溶剂,洗去硅片表面残余的光刻胶。光刻机:半导体制造业皇冠上的明珠光刻机根据应用工序不同,可以分为用于生产芯片的光刻机,以及用于封装的光刻机,其中封装光刻机对于光刻精度和控制精度的要求都比制造用光刻机低很多,价值量也相对较低,本文主要讨论用于芯片制造领域的光刻机。光刻机是芯片制造中光刻环节的核心设备,技术含量、价值含量极高。光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术,是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备,因此也具备极高的单台价值量,目前世界上最先进的ASMLEUV光刻机单价达到近一亿欧元,可满足7nm制程芯片的生产。光刻机工作原理:光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。不同光刻机的成像比例不同,有5:1,也有4:1。光刻机内部结构图如图9所示。 光刻机工作原理图光刻机的内部组件如下:激光器:光源,光刻机核心设备之一。光束矫正器:矫正光束入射方向,让激光束尽量平行。能量控制器:控制最终照射到硅片上的能量,曝光不足或过足都会严重影响成像质量。光束形状设置:设置光束为圆型、环型等不同形状,不同的光束状态有不同的光学特性。遮光器:在不需要曝光的时候,阻止光束照射到硅片。能量探测器:检测光束最终入射能量是否符合曝光要求,并反馈给能量控制器进行调整。掩模版:一块在内部刻着线路设计图的玻璃板,贵的要数十万美元。掩膜台:承载掩模版运动的设备,运动控制精度达到纳米级。物镜:物镜由20多块镜片组成,主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小,再被激光映射的硅片上,并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大,精度的要求高。量台、曝光台:承载硅片的工作台,一般的光刻机需要先测量,再曝光,只需一个工作台,ASML的双工作台光刻机则可以实现一片硅片曝光同时另一片硅片进行测量和对准工作,能有效提升工作效率。内部封闭框架、减振器:将工作台与外部环境隔离,保持水平,减少外界振动干扰,并维持稳定的温度、压力。光刻机的发展,本质上是为了满足更高性能、更低成本芯片的生产需求。半导体芯片具有不同的制程,即不同的技术节点,经常看到的45nm、28nm、10nm等字样即是对不同制程的描述,那么不同的制程该如何理解,不同制程的芯片又有何差异呢?这要从集成电路的最基本单元——晶体管说起,用半导体制造晶体管是利用其特殊的导电能力来传递0或1的数字信号。晶体管的内部结构图如下图所示,在栅区不通电的情况下,源区信号很难穿过不导电的P型衬底到达漏区,即表示电路关闭(数字信号0),如果在栅区和衬底间加上电压,衬底中的电荷就会在异性相吸的作用下在绝缘氧化层下大量聚集,形成一条细窄的导电区,使得源区和漏区导通,电流就可以顺利从源区传递到漏区(信号1),这就是晶体管最基本的工作原理。而栅极下方两个N—阱间的距离,即导电沟道的长度,被定义为晶体管的尺寸。 晶体管的内部结构在现代晶体管中,电子的速度是有限的,且一般以饱和速度运行,因此信息传递的速度就由导电沟道的长度来决定,沟道越短,信息传递速度越快芯片的制程可以近似理解为内部晶体管导电沟道的长度,制程小的芯片具有两大优势:·   处理速度快。小制程芯片内部晶体管导电沟道短,信号传递速度快,单位时间内芯片能处理更多的信息,时钟频率更高。单位面积性能提升,成本降低。更小的晶体管尺寸意味着单位面积芯片可以制造更多的晶体管,芯片集成度得到提升,即增加了芯片的功能,又使单位芯片的成本得到降低。光刻工艺水平决定了晶体管尺寸的大小,因此芯片制程的不断缩小必然伴随着光刻机产品的不断升级和创新,从本质上说,正是半导体产业对更高性能、更低成本芯片的不断追求推动了光刻机设备的不断创新与发展。·     光刻机是延续摩尔定律的关键。摩尔定律提出,当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。半导体行业最初三十年的发展能够基本满足摩尔定律,关键就在于光刻机能不断实现更小的分辨率水平。近十年来摩尔定律的时间间隔已经延长至3-4年,原因就在于光刻机的发展低于行业的预期光刻机发展史:光源改进+工艺创新推动光刻机更新换代光刻机的最小分辨率、生产效率、良率均在不断发展。光刻机的最小分辨率由公示R=kλ/NA,其中R代表可分辨的最小尺寸,对于光刻技术来说,R越小越好;k是工艺常数;λ是光刻机所用光源的波长;NA代表物镜数值孔径,与光传播介质的折射率相关,折射率越大,NA越大。光刻机制程工艺水平的发展均遵循以上公式。此外,光刻机的内部构造和工作模式也在发展,不断提升芯片的生产效率和良率。根据所使用的光源的改进,光刻机经历了5代产品的发展,每次光源的改进都显著提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。此外双工作台、沉浸式光刻等新型光刻技术的创新与发展也在不断提升光刻机的工艺制程水平,以及生产的效率和良率。 按所用光源,光刻机经历了五代产品的发展最初的两代光刻机采用汞灯产生的436nmg-line和365nmi-line作为光刻光源,可以满足0.8-0.35微米制程芯片的生产。最早的光刻机采用接触式光刻,即掩模贴在硅片上进行光刻,容易产生污染,且掩模寿命较短。此后的接近式光刻机对接触式光刻机进行了改良,通过气垫在掩模和硅片间产生细小空隙,掩模与硅片不再直接接触,但受气垫影响,成像的精度不高。第三代光刻机采用248nm的KrF(氟化氪)准分子激光作为光源,将最小工艺节点提升至350-180nm水平,在光刻工艺上也采用了扫描投影式光刻,即现在光刻机通用的,光源通过掩模,经光学镜头调整和补偿后,以扫描的方式在硅片上实现曝光。第四代ArF光刻机:最具代表性的光刻机产品。第四代光刻机的光源采用了193nm的ArF(氟化氩)准分子激光,将最小制程一举提升至65nm的水平。第四代光刻机是目前使用最广的光刻机,也是最具有代表性的一代光刻机。由于能够取代ArF实现更低制程的光刻机迟迟无法研发成功,光刻机生产商在ArF光刻机上进行了大量的工艺创新,来满足更小制程和更高效率的生产需要。创新一:实现步进式扫描投影。此前的扫描投影式光刻机在光刻时硅片处于静止状态,通过掩模的移动实现硅片不同区域的曝光。1986年ASML首先推出步进式扫描投影光刻机,实现了光刻过程中,掩模和硅片的同步移动,并且采用了缩小投影镜头,缩小比例达到5:1,有效提升了掩模的使用效率和曝光精度,将芯片的制程和生产效率提升了一个台阶。 步进式投影示意图创新二:双工作台光刻机。硅片在进入光刻流程前要先进行测量和对准,过去光刻机只有一个工作台,测量、对准、光刻等所有流程都在这一个工作台上完成。2001年ASML推出了双工作台系统(TWINSCANsystem),双工作台系统使得光刻机能够在不改变初始速度和加速度的条件下,当一个工作台在进行曝光工作的同时,另外一个工作台可以同时进行曝光之前的预对准工作,使得光刻机的生产效率提升大约35%。虽然从结果上来看,仅仅是增加了一个工作台,但其中的技术难度却不容小觑,双工作台系统对于换台的速度和精度有极高的要求,如果换台速度慢,则影响光刻机工作效率;如果换台精度不够,则可能影响后续扫描光刻等步骤的正常开展。 双工作台光刻机系统样机创新三:浸没式光刻系统。到了45nm制程节点时,ArF光刻机也遇到了分辨率不足的问题,此时业内对下一代光刻机的发展提出了两种路线图。一是开发波长更低的157nmF2准分子激光做为光源,二是由2002年台积电林本坚提出的浸没式光刻。此前的光刻机都是干式机台,曝光显影都是在无尘室中,以空气为媒介进行。由于最小分辨率公式中的NA与折射率成正相关,如果用折射率大于1的水做为媒介进行光刻,最小分辨率将得到提升,这就是浸没式光刻系统的原理。ASML率先推出浸没式光刻机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