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allbetgmaing客户端下载:激光是若何推动光刻机产业生长的?

2020-07-02 15:15 出处:  人气:   评论( 0

当前PC/笔记本、智能手机、移动通讯、人工智能、存储等产业能生长如此之快的缘故原由之一是半导体产业一直在飞速生长,推动芯片性能不停增强。当前最先进的智能手机、5G通讯芯片、存储芯片工艺是基于7nm工艺,今年下半年基于5nm制造工艺的智能手机、通讯网络、AI、服务器新品将大规模泛起,而光刻机是半导体产业中最要害装备,光刻机约占晶圆制造装备的 27%,光刻工艺决议了半导体线路的线宽,同时也决议了芯片的性能和功耗。


图1 ASML最先进量产光刻机NEX:3400C

资料泉源:ASML


以光源改善为焦点的光刻机生长历程


为了实现摩尔定律,光刻手艺就需要每两年把曝光要害尺寸(CD)降低30%-50%。凭据瑞利公式:CD=k1*(λ/NA),我们能做的就是降低波长λ,提高镜头的数值孔径NA,降低综合因素k1,才气不停把曝光要害尺寸(CD)降低。凭据光刻机所用光源改善和工艺创新,光刻机履历了 5 代产物生长,每次改善和创新都显着提升了光刻机所能实现的最小工艺节点。


图2 ASML 光刻机生长历程

资料泉源:ASML


第一二代均为接触靠近式光刻机,曝光方式为接触靠近式,使用光源分别为436nm的g-line 和365nm的i-line,接触式光刻机由于掩模与光刻胶直接接触,以是易受污染,而靠近式光刻机由于气垫影响,成像精度不高。


第三代为扫描投影式光刻机,行使光学透镜可以群集衍射光提高成像质量将曝光方式创新为光学投影式光刻,以扫描的方式实现曝光,光源也改善为248nm的KrF激光,实现了跨越式生长,将最小工艺推进至180-130nm。


第四代步进式扫描投影光刻机,最具代表性的光刻机产物,1986年由ASML首先推出,接纳193nmArF 激光光源,实现了光刻过程中,掩模和硅片的同步移动,而且接纳了缩小投影镜头,缩小比例到达 5:1,有用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。2002年以前,业界普遍认为193nm光刻无法延伸到65nm手艺节点,而157nm将成为主流手艺。然而,157nm光刻手艺遭遇到了来自光刻机透镜的伟大挑战。正当众多研究者在157nm浸入式光刻眼前踌躇不前时,时任TSMC资深处长的林本坚提出了193nm浸入式光刻的观点。2007 年ASML 与台积电合作开发乐成推出第一台浸没式光刻机。193nm 光波在水中的等效波长缩短为 134nm,足可逾越 157nm 的极限,193nm 浸入式光刻的研究随即成为光刻界追逐的焦点, 2010 年, 193nm 液浸式光刻系统已能实现 32nm 制程产物,

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