最近在网络上一个自制光刻机的视频火了,视频中的学生目前还是大连理工大学本科在读,却凭借着一张图纸在家里制作出了一台光刻机,并且使用自己制造的光刻机成功刻了孔径。在视频里我们可以看到这位学生制作光刻机的全程都是在一个书桌上进行的,数学演算也只有一块白板,各种材料基本都在地上堆着。看了这位学生自制光刻机的视频后有人觉得光刻机的制造难度仿佛也不难,实际上并非如此。
今年可以说是国产芯片制造业的生死时刻了,受贸易战影响,美国继续打压华为,根据美国相关法令要求,所有美国的技术和其他设备只要提供给华为使用就必须经过美国政府的同意,显然美国政府是不可能同意的。除了不允许本国的企业给华为提供技术之外,美国还试图设法阻止其他国家的企业给华为提供服务。
不了解科技圈的朋友可能不知道光刻机的重要性,在芯片的制造过程中,要经过湿洗、光刻和电镀处理等十余道程序,整个过程中需要进行数十次光刻,占整个生产过程的一半,成本也占到了三分之一。我国也在不断的自主研发光刻机,但是精度也只达不到要求。拿上海微电子来说,其研制了十余年,精度也只能达到90纳米左右,而华为需要的是7纳米和5纳米级别的光刻机,目前全球只有荷兰阿斯麦公司的EUV光刻机才能够达到。
自主研发光刻机面临着投入周期长、争夺市场难度高等问题,到时最大的问题还是技术壁垒。前面提到的阿斯麦公司其实并不是自己在生产光刻机,而是集合了数百家世界顶尖公司的优势技术。一台光科技有数万个零件,阿斯麦的光刻机零件都是掌握相关最高技术的企业在为他们生产。简单来说,如果有设备、有材料、有图纸,我们自主研发出光刻机并不困难,困难的是如何在国外的技术封锁下让世界各领域掌握最高技术的公司为我们供应零件。换句话说,如果我们想要完全地自主研发高精度光刻机,就必须同时掌握与光刻机制造流程相关的各个环节的最高技术以及所需要的各个零件制造方面的最高技术,难度可想而知。
光刻机是芯片制造的核心设备之一,按照用途可以分为好几种:有用于生产芯片的光刻机;有用于封装的光刻机;还有用于LED制造领域的投影光刻机。
用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口,本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。
二、工作原理
在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光能量、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。
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片,线路图的层数越多,也需要更精密的曝光控制过程。
最近,一位本科生自制光刻机的视频火了。是的,你没听错,大连理工大学化工学院的学生彭译锋,竟然凭着一张图纸成功在家里搭建了纳米级光刻机,还成功光刻出~75微米(75000纳米)的孔径。
这位同学还在读本科,整个制造过程都是在一间超简陋的小书桌上完成的,全部数学演算全靠一张白板,所有的材料都堆放在桌上地上,简直就是“家居实验室模范”。
彭同学在视频中表示,他制造光刻机的图纸来自自己西安电子科技大学的同学,彭同学也正是凭借着这张图纸,完整复刻了整台纳米级光刻机。
扩展资料:
光刻机技术一直被誉为“工业之光”“工业上的皇冠”
成功生产半导体芯片的技术主要分成,湿洗、光刻、离子注入、干蚀刻、湿蚀刻、等离子冲洗、热处理、快速热退火、退火、热氧化、化学气相淀积(CVD)、物理气相淀积(PVD)、分子束外延(MBE)、电镀处理、化学/机械处理、晶圆测试和晶圆打磨,经过这些步骤都成功后,才能出厂封装。
看着步骤挺多,但是再看看制作工序,其中的第二步就是光刻,也就是说,如果我们还没有掌握5纳米和7纳米的技术工艺,后面的工艺基本就无法继续。
为了能研发出我们国家的自产芯片,不知道有多少优秀的人才正在日以继夜地进行苦心钻研,早日国产化,是我们每一个中国人的心愿。
参考资料来源:澎湃新闻-低成本DIY纳米级光刻机!这位95后男生火了…
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