當(dāng)北方的清晨亮起第一抹陽(yáng)光，長(zhǎng)春光機(jī)所地下實(shí)驗(yàn)室里，一場(chǎng)激動(dòng)人心的實(shí)驗(yàn)，也終于開(kāi)始了。
激光發(fā)生器開(kāi)始預(yù)熱，這是全套光刻機(jī)臺(tái)中最核心的部件之一，由中科光電院設(shè)計(jì)制造。
激光光源射出后，首先會(huì)進(jìn)入光束矯正器，矯正器共有三組，調(diào)整光束入射方向，讓激光束盡量保持平行。
調(diào)整完畢的平行激光，會(huì)進(jìn)入能量控制器。
顧名思義，能量控制器是調(diào)節(jié)激光功率的存在，控制最終照射到硅片上的能量大小。
像芯片這樣的高精密制造業(yè)，無(wú)論曝光不足或者過(guò)足，都會(huì)嚴(yán)重影響出片質(zhì)量，所以能量必須收到嚴(yán)格的控制。
能量控制器之后，是光束形狀設(shè)置器，它可以設(shè)置光束形態(tài)，呈圓型，環(huán)型，散射型等等不同的形狀，而不同形態(tài)的激光，又有著不同的光學(xué)特性。
光束形狀設(shè)置器尾部，還有一組遮光器，在不需要曝光的時(shí)候，遮光器會(huì)把光束攔下來(lái)，防止光束照射到硅片上。
再然后是能量探測(cè)器，這個(gè)東西主要是檢測(cè)光束功率的，它無(wú)法單獨(dú)使用，而是將檢測(cè)信號(hào)回饋給能量控制器，配合能量控制器進(jìn)行功率調(diào)整。
調(diào)整完畢的激光束，會(huì)穿過(guò)掩模版，進(jìn)入物鏡。
掩膜版也叫光罩，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)呢，它就是一塊內(nèi)部刻著線路設(shè)計(jì)圖的玻璃板，給硅片曝光用的，你想要什么樣的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)線路，就定制什么樣的掩膜版。
掩膜版的價(jià)格和精度成正比，國(guó)內(nèi)海凸版，無(wú)錫華潤(rùn)，中微，深圳清逸，路維，十三所，五十五所，自動(dòng)化所等等，都可以做這個(gè)東西。
目前，華夏已經(jīng)把基礎(chǔ)型掩膜版價(jià)格，砸成了白菜價(jià)，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(wú)錫華潤(rùn)略貴，兩千塊起步，但板子做的確實(shí)漂亮。
而要是精度達(dá)到納米級(jí)別的板子，那可就相當(dāng)昂貴了，根據(jù)業(yè)內(nèi)小道消息，蘋(píng)果公司給旗下m1型處理器定制的掩膜版，造價(jià)高達(dá)上百萬(wàn)美元。
掩膜版下方，是一種名為掩膜臺(tái)的機(jī)械裝置，它的作用是承載掩模版進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，控制精度為納米級(jí)，為了達(dá)到苛刻的精確控制要求，長(zhǎng)春光機(jī)所從昆侖集團(tuán)采購(gòu)了高精度極光電機(jī)。
在這套機(jī)臺(tái)上，其實(shí)有很多技術(shù)和產(chǎn)品，都是來(lái)自昆侖集團(tuán)，但最重要的部分，必須是掩膜臺(tái)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，再用激光映射的硅晶圓上，并且物鏡還要主動(dòng)補(bǔ)償各種光學(xué)誤差，控制曝光精度。
可以毫不夸張的說(shuō)，物鏡就是光刻機(jī)的心臟，如果物鏡技術(shù)過(guò)關(guān)，哪怕掩膜技術(shù)差一點(diǎn)，光源功率弱一些，最終也能得到不錯(cuò)的結(jié)果。
但如果物鏡技術(shù)不行，其他所有子系統(tǒng)就算造的再好，也沒(méi)有任何作用。
畢竟光刻機(jī)的本質(zhì)，是一套光學(xué)系統(tǒng)。
很多不了解半導(dǎo)體行業(yè)的同學(xué)，往往對(duì)其有所誤解，真正的芯片制造流程，是激光透過(guò)物鏡在硅片上曝光出來(lái)的，而不是用機(jī)器物理雕刻出來(lái)的。
高原目光掃過(guò)碩大的物鏡時(shí)候，嘴角輕輕揚(yáng)起一抹弧度，信心滿滿。
這套物鏡來(lái)自系統(tǒng)那大豬蹄子的饋贈(zèng)，絕不是把三十多片打磨好的玻璃拼接起來(lái)那么簡(jiǎn)單，除了精度，它還有著強(qiáng)大的功率補(bǔ)償機(jī)制，容錯(cuò)機(jī)制。
也就是說(shuō)，激光通過(guò)物鏡后，功率可以得到一定程度提升，精度方面，則可以做到無(wú)限接近完美的程度。
總之就是很牛逼很強(qiáng)大的意思，開(kāi)了外掛的物鏡，效果杠杠的。
物鏡下面，就是測(cè)量臺(tái)和曝光臺(tái)了，老式光刻機(jī)需要先測(cè)量，再曝光，而這種雙工作臺(tái)系統(tǒng)，則可以實(shí)現(xiàn)一片硅片曝光同時(shí)，對(duì)另一片硅片進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)，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(tái)技術(shù)，長(zhǎng)春這個(gè)機(jī)臺(tái)如果量產(chǎn)的話，將是世界第二名。
整套機(jī)臺(tái)最底部，是內(nèi)部封閉框架和減振器，它們負(fù)責(zé)將工作臺(tái)與外部環(huán)境隔離，保持水平，減少外界振動(dòng)干擾，并維持恒定的溫度和壓力。
這一點(diǎn)極其重要，畢竟是制造高精密芯片，哪怕最微小的震動(dòng)，一粒塵埃，或者空氣溫度和濕度的差別，都有可能導(dǎo)致硅片曝光失敗，或者前后兩批芯片的性能不一致。
一臺(tái)完整的光刻機(jī)，大體就是這樣了。
聽(tīng)上去簡(jiǎn)單，其實(shí)卻是人類歷史上最復(fù)雜最精密的機(jī)臺(tái)，沒(méi)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，其余所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，全部慘遭淘汰，消失在歷史的長(zhǎng)河中。
“開(kāi)始！”
長(zhǎng)春光機(jī)所的所長(zhǎng)叫杜維明，隨著他一聲令下，全封閉絕塵實(shí)驗(yàn)室里，光刻機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，大概也就十幾秒鐘過(guò)后，一片十二寸硅晶圓就被送下了機(jī)臺(tái)。
其實(shí)，光刻機(jī)工作速度是很快的，每小時(shí)出片兩百?gòu)堃陨希耆淮嬖谌魏螁?wèn)題。
制約產(chǎn)能的主要是沉積設(shè)備，PVD和CVD這類，其次是刻蝕設(shè)備包括ICP，CCP，DIE這幾種機(jī)臺(tái)，另外熱處理設(shè)備工作效率也十分感人。
一條月產(chǎn)能一萬(wàn)片十二寸晶圓的fab制造線，光刻機(jī)或許只有四五臺(tái)，但刻蝕機(jī)，卻起碼要有六十臺(tái)起步，如果想要追求高效率，甚至要堆一百臺(tái)以上的刻蝕機(jī)。
目前，中微半導(dǎo)體的介質(zhì)刻蝕技術(shù)，硅通孔刻蝕技術(shù)，位列全球前三，全球最牛的半導(dǎo)體代工廠臺(tái)積電，生產(chǎn)線上就有成百上千臺(tái)來(lái)自中微的刻蝕機(jī)，算是國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體行業(yè)里比較爭(zhēng)氣的存在。
“成了！”
“一次出片成功，比我預(yù)想的還要順利！”
“不愧是昆侖集團(tuán)啊，臨時(shí)加進(jìn)來(lái)的光學(xué)系統(tǒng)，竟然和舊機(jī)臺(tái)配合的這么好！”
實(shí)驗(yàn)室里，穿著全套無(wú)塵服的工程師，取下十二寸硅晶圓，仔細(xì)看，會(huì)發(fā)現(xiàn)上面出現(xiàn)了密密麻麻，無(wú)比繁雜的線條，燈光下亮晶晶的，甚是喜人。
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