光刻機,被譽為“工業皇冠上的明珠”。
後世一台先進的EUV光刻機更是能賣到4億美元左右,比一架最貴的正常的波音飛機都貴。
不過現在這玩意是先進,但遠達不到那種程度。
這就是一個光刻機群魔亂舞,野蠻生長的時代,一家肯投入研發的企業隨時都可能彎道超車。
出貨量少,研究成本高昂這都是現在這個年份沒有多少企業願意在這上麵投入的原因。
光刻機,顧名思義就是用光來雕刻,光就是一切的基礎。
為什麼用光刻?因為它快,對於二十四小時不停運轉的芯片廠來說,時間就是金錢,速度決定產量。
而在我們所處的宇宙中光是速度的極限,光學被大量研究和使用。
那光是如何被駕馭刻成芯片的呢?答案是光掩膜,光刻機和光刻膠。
光掩膜就是集成電路的圖紙,光刻機就如同一台打印機一樣發光把光掩膜上的圖形投射在矽片上,光刻膠則是能把光影化為現實的一種膠體。
光刻膠有正膠和反膠之分。
以正膠為例,它是一種見光死的材料。
在暗中堅挺,但隻要被特定波長的光照射就會疲軟,繼而能被溶解消除。
負膠則正好相反,利用光刻膠的這種光敏性,就可以利用光來雕刻芯片。
舉個簡單的例子。
我們先在矽片上塗抹一層光刻膠,在用光線通過設計好的光掩膜照射在光刻膠上,這部分的膠體就會疲軟隨即被溶液洗掉,而剩下的堅挺的光刻膠就成了保護膜。
接著隻要用能腐蝕矽的溶劑把沒有光刻膠保護的區域腐蝕掉一層,最後在把光刻膠保護膜清除掉,我們就在同一時間裡完成了大量深坑的統一雕刻工作。
這種對矽片定向做減法的工作就是芯片生產的第一步刻蝕,而反響做加法的工序就是沉積,狹義上可以說光刻刻的不是矽片而是光刻膠。
除此之外為了給半導體矽賦予電特性,還要在特定區域做離子注入,這部分也需要光刻。
正因為每一次刻蝕,沉積和離子注入都需要光刻為前提,所以在芯片製造之中光刻是根基,也是占據整個製作流程工時和成本環節最多的,也是用電量大的原因。
在芯片的實際生產中至少要做7個步驟兩次烘焙,首先是矽片清潔和表麵處理。
光刻對於清潔度的要求遠遠超過最先進的手術室,所以在光刻前先要給矽片洗個澡,先濕法清洗在用去離子水清洗。
第二步是旋轉塗膠,把光刻膠滴在矽片中央,通過矽片的高速轉動把光刻膠攤開,再以較慢的速度旋轉把膠體厚度穩定,有點類似於攤煎餅。
這個過程大部分的光刻膠都會被甩出去浪費掉,隻留下一層均勻的膠體相當於給矽片貼了一個膜。
接下來就是第一次烘焙,也叫做前烘。
目的是減少光刻膠中溶劑含量讓其更加堅固濃稠,提高與矽片附著的穩定性。
前烘完成後,光刻機登場對矽片對準與曝光。
矽片在光刻機出來後還要進行一次烘焙,也就是後烘。
目的是通過加熱讓光刻膠中的光化學反應充分完成,可以彌補曝光強度的問題。
第六步就是顯影和衝洗,基本是用去離子水完成。
最後就是檢查和測量。
說實話羅念中對於這些是一竅不通,就算是張如京已經簡便的的介紹這個過程了,還是一知半解大概能聽懂的樣子。
看著羅念中時常皺眉,張如京也不在講解光刻過程。
“在光刻機裡最重要的就是鏡片和光源。
佳能此前雖然是做相機鏡頭的,在精密測量部分遠不能和尼康還有蔡司相比。
不過它們有光學基礎,在我們資金的投入下已經完成了突破”。
這點羅念中倒是知道。在1976年的的時候島國通產省就製定了一個VLSI計劃,就是為了推動產業升級。
光刻機也是一部分,是1978年才開始準備實行的項目。
本來通產省是讓尼康和佳能分彆仿製高端和低端的光刻機,可是那個時候佳能和富士財團正在和羅念中談合作的事宜,這件事被羅念中強行叫停了。
佳能對於這個現在還不怎麼賺錢的市場也不看好,也就拒絕了通產省算是對羅念中表達了一番誠意。
就是現在遠東半導體研究的光刻機很大一部分都是來自於佳能十年前的技術累計。
見羅念中不說話,張如京猶豫了一下說道“我們有沒有可能整體收購了佳能?”