Reddet teknoloji tekeli, ilk yerli süper çözünürlüklü litografi makine teknolojisi analizi
29 Kasım 2018'de "Geniş Bıçak Oyma Özenle Ülkemize Yeni Bir Litografi Makinesi Yaptı" başlıklı bir haber internette patladı.Haberlerden çıkan habere dayanarak Çin Bilimler Akademisi Optoelektronik Teknoloji Enstitüsü tarafından üstlenildiğini görüyoruz. Ulusal büyük bilimsel araştırma ekipmanı geliştirme projesi "Süper çözünürlüklü ekipman geliştirme" kabulü geçti. Pek çok kişinin heyecanlanmasının nedeni, ülkemizin ultraviyole ışık kaynakları kullanarak 22nm çözünürlük elde etmek için geliştirdiği dünyanın ilk litografi makinesidir.Bu, ülkemizin mikroelektronik teknolojisi alanında bir kez daha sağlam bir adım atarak sayıları azaltmasıdır. Alandaki boşluk. Büyük vatanı kutlarken, bu alandaki güncel akademik araştırmaları özetledik ve teknolojinin tüm insanları şok edip tüm ülkeyi niçin kutladığını analiz ettik.
Litografi makinesi nedir?
Litografi makinelerinden bahsetmişken hayatımızla yakından ilgili yarı iletken cipslerden bahsetmemiz gerekiyor.Her gün dokunduğumuz cep telefonları ve dizüstü bilgisayarlar kadar küçük, füze uyduları ve havacılık teknolojisi gibi yüksek teknoloji ürünü ürünler gibi günlük hayatımızda bunların hepsi Çok sayıda yarı iletken yonga var. Dürüst olmak gerekirse, yarı iletken çipler hayatımızın her alanına girmiştir ve yarı iletken teknolojisinin gelişimi, günümüz bilim ve teknolojisinin ilerlemesini ve gelişimini büyük ölçüde teşvik edecektir. Ancak yarıiletken teknolojisinin yüksek entegrasyon doğrultusunda gelişmesi gerektiğini belirleyen ürünün özellikleri ve entegratör-litografi makinesi ortaya çıkmıştır.
Litografi makinesine ayrıca bir maske hizalama pozlama makinesi, pozlama sistemi, litografi sistemi vb. Denir. Tüm litografi işlemi, silikon gofretin yüzeyinin düzleştirilmesi ve ardından maskenin üzerindeki desenin fotoreziste aktarılması işlemi olarak anlaşılabilir. Bir cihazı veya devre yapısını bir silikon plaka üzerine geçici olarak "kopyalama" işlemi. Genel olarak litografi makinesinin, optik, kontrol, malzeme, makine ve ölçüm gibi birçok alanda yüksek hassasiyetli bilimsel ve teknolojik başarıları birleştiren çok büyük ölçekli bir entegre devre üretim ekipmanı olduğu anlaşılmaktadır. Litografi makinesinin geliştirme seviyesi, entegre devrede ve tüm yarı iletken yonganın nihai performansında belirleyici bir rol oynar.En üst düzey litografi makine teknolojisinde ustalaşanın çağdaş yarı iletken üretim endüstrisinin liderliğine de hakim olacağını söylemek abartı olmaz. Altın içeriği en yüksek olan parça olarak litografi makinesinin dünyada büyük önem taşıdığı ve imalatın zorluğunun olduğu görülmektedir.
Bununla birlikte, gelişmiş litografi makine teknolojisi her zaman çok az sayıda gelişmiş ülkenin elinde olmuştur ve yükseltme hızı çok hızlıdır ve hemen hemen her iki yılda bir yeni litografi makinesi grubu ortaya çıkacaktır. Bu, gelişmekte olan ülkeler için litografi makine teknolojisini incelemek için hiç şüphesiz felakettir.Teknolojik abluka ve geriye dönük teknoloji nedeniyle, litografi makine teknolojisini geliştirmeye kararlı olsalar bile, litografi makinelerini geliştirmek genellikle birkaç yıl alır, ancak zaten yabancı litografi makinelerinden daha iyidirler. Kazıma teknolojisi iki ila üç kuşak gecikmiştir. Bu, bir ülkenin bilim ve teknolojinin diğerlerinin kontrolü altında genel olarak gelişmesiyle sonuçlanacak ve birçok zorluk yaşanacaktır. Gelişmiş yarı iletken ekipmanı yüksek fiyatlarla satın almaktan başka bir yol yoktur. Çin'de yarı iletken yongalara büyük bir talep var.Bu kez süper çözünürlüklü litografi makinesinin başarılı bir şekilde geliştirilmesi yerli yarı iletken imalat endüstrisi için büyük önem taşıyor.Bu pasif durumun gelecekte kaçınılmaz olarak değişeceğine inanılıyor.
"Virajı geçme" ilkeli zafer
Çin Bilimler Akademisi Optoelektronik Teknoloji Enstitüsü tarafından geliştirilen litografi makinesinin 365nm dalga boyuna sahip bir DUV ışık kaynağı altında olduğunu haberden görebiliyoruz.Tek bir pozlamanın maksimum hat genişliği çözünürlüğü 22 nm'ye ulaşarak 1/17 dalga boyuna eşdeğerdir. . Bilim ve teknoloji hakkında biraz bilgi sahibi olan birçok insan için, 22nm litografi teknolojisinin aslında birkaç yıl önce kullanıldığını biliyoruz. 22nm'yi tek başına alırsanız, Optoelektronik Teknolojisi Enstitüsü'nün başarıları yeterince şok edici değil, ancak Önde gelen Hollanda ASML'nin son teknoloji entegre devre litografi makinesini geliştireceğiz. ASML, EUV litografi makinesini kullanarak 13,5 nm ışık kaynağını kullanır ve işleme sınırı 7 nm iken, Çin'in litografi makinesi DUV altında 365 nm ışık kaynağı kullanır. 22nm çözünürlük işlendi, yani ülkemizde geliştirilen litografi makinesi geleneksel kırınım limitini aşarak yüzey plazma litografisinin uygulanabilirliğini doğrulamak için yeni bir ilke benimsedi. Daha sonra, bu iki ilkenin litografi teknolojisini kısaca açıklayacağım.
ASML litografi makinesi litografi prensibi
Yukarıdaki şekildeki kırmızı çerçeve alanı, ASML litografi makinesinin en önemli litografi işlemidir.Ardından tekrarlayan ve karmaşık kırılma ve diğer optik prensipleri içeren algılama ekipmanı ve objektif lens yansımasına gelince, onu yalnız bırakacağız. Geleneksel litografi makinesinin çalışma prensibi, kabaca, silikon gofretin yüzeyine derinlemesine ultraviyole ışığa karşı dirençli bir koruyucu kaplama tabakası uygulamak ve ardından kalıbı kullanarak, silikonda olduğu gibi dağlanması gereken koruyucu kaplama alanını çıkarmak olarak anlaşılabilir. Paftanın yüzeyi, çizime benzer bir yapısal çizim oluşturur. Daha sonra silikon gofretin yüzeyi aşındırıcı ile sıvı tarafından aşındırılır ve halen koruyucu tabaka ile kaplı alan aşındırıcı tarafından aşındırılmaz ve koruyucu filmi kaybeden kısım aşınarak bir devre oluşturur. Son olarak, silikon gofret yüzeyindeki tüm safsızlıklar çıkarılır ve bir silikon gofret litografik olarak tamamlanır.
Objektif lensin ve gördüğümüz diğer sistemlerin işlevi, görüntünün boyutunu küçültmek için şablonu "sonsuz küçük" yapmak için karmaşık optik ilkeler kullanmaktır ve EUV litografi makinesi, 7 nm'lik bir çipi oymak için 13,5 nm'lik bir ışık kaynağı kullanır. Kırınım etkisiyle sınırlı, bir sınır vardır Nihai görüntüleme çözünürlüğü dalga boyu ve sayısal değer gibi faktörlere bağlıdır.Bu aynı zamanda EUV litografi makinesinin odaklandığı zorluktur. Aynı zamanda EUV ışık kaynağı kullanan litografi makinesinin maliyeti çok yüksektir ve yukarıda bahsedilen zorlukların üstesinden gelmek için gereken maliyet de yüksektir.
Yerli süper çözünürlüklü litografi makinesinin litografi prensibi
Yerli süper çözünürlüklü litografi makinesi, metal yüzey boyunca yayılan bir dalga kullanan yüzey plazma litografisi adı verilen bir işlemi kullanır ve bu, olay fotonlarının metal yüzeyi aydınlattığı zaman kabaca anlaşılabilir. Metal yüzeydeki fotonlar ve serbest elektronlar arasındaki etkileşim nedeniyle, metal yüzeydeki serbest elektronlar, bir olay fotonundan sonra salınımlı bir durumu uyaracaktır.Bu salınım durumunun dalgasına yüzey plazma dalgası adı verilecektir ve bu dalga onu takip edecektir. Malzemenin yüzeyinden olan mesafenin artması hızla azalır. Sıradan insanlar tarafından metal bir yüzeye çarpan bir ışığın yere düşen bir küreninkine benzer bir geri tepme tepkisine sahip olacağı anlaşılır.Yerel litografinin prensibi, bu geri tepme zayıflatılmış dalgayı litografi için kullanmaktır. Prensip olarak, bu etkilenmez. Geleneksel kırınım sınırının sınırlandırılması.
Optoelektronik Enstitüsü tarafından alınan yüksek çözünürlüklü, geniş alanlı teknik rota, yalnızca on binlerce yuan cıva lambasına ihtiyaç duyan 365nm DUV ultraviyole ışık litografi makinesi kullanıyor, bu da tüm makinenin maliyetinin bir milyon yuan-bin yuan olduğu anlamına geliyor. 10.000 yuan arasında, maliyet çok yüksek olmayacak ve performans DUV ile EUV arasındadır.Bu tür faydalar, yüksek talep gören yarı iletken yonga imalat endüstrisi için büyük önem taşımaktadır. Çin Bilimler Akademisi Optoelektronik Teknoloji Enstitüsü tarafından üstlenilen önemli bir ulusal bilimsel araştırma ekipmanı geliştirme projesi olan "Süper Çözünürlüklü Ekipman Geliştirme", mevcut dünya genelini (ASML litografi makinesi gibi) litografi teknolojisini takip etmedi, ancak yeni litografi ilkelerini benimsedi. Bu aşamada bu teknoloji bizim önemsediğimiz üst düzey çip üretim endüstrisine uygulanamaz ancak bu ilke altında Çin'in litografi teknolojisi yolu olarak adlandırılan uluslararası lider litografi teknolojisine yetişmesi için büyük bir imkan sağlamaktadır. Bir ivme eğrisini geçmek abartı değildir.
Yerli litografi makinelerinin geliştirilmesine yardımcı olmak için litografi teknolojisi üzerine çift yönlü araştırma
Pek çok Çinli için litografi makinesinin son izlenimi, Çin'in şu anda en pahalı ve en gelişmiş çip üretimi olan Hollanda'dan Nisan 2018'de dünyanın en gelişmiş aşırı ultraviyole litografi (EUV) ekipmanını sipariş ettiği şeklinde olmalıdır. 120 milyon ABD doları birim fiyatı olan alet, Çinli firmalara teslim edildi. Başlangıçta bir sansasyon yarattı.Birçok insan, "China Chip" in yıllar içinde geliştirilmesindeki en büyük teknik zorluğun çözüldüğüne inanıyor. Aslında bu, esas olarak son yüzyılda litografi teknolojisini geliştirmeye başlamış olmamızdan kaynaklanmaktadır.Teknoloji ve üst düzey teknoloji her zaman birkaç nesil farklı olsa da, boşluk büyük değildir.Ayrıca son zamanlarda elektronik teknoloji ürünlerinin hızla gelişmesi ve teknik engeller yerli Litografi teknolojisinin gelişimi on yıllara varmaktan çok uzaktır, bu nedenle yasak zamanla kendi kendini engelleyecektir.
Yukarıda bahsettiğimiz teknik analizimiz sayesinde, aslında Çin'de geliştirilen ultra yüksek çözünürlüklü litografi makinesinin başarılı bir şekilde kabul edildiğine dair bir ön anlayışa sahibiz.Ülkemizin yabancı gelişmiş litografi makinelerinin alımından etkilenmediğini görmek zor değil. Bağımsız araştırma ve geliştirme durgun olacak, ancak el ele gidin ve iki yönlü geliştirme yolunu seçin. Çip araştırma ve geliştirme garantisi olarak yalnızca gelişmiş optik teknolojiyi kullanan yabancı litografi makineleri satın almakla kalmadı, aynı zamanda kendi yerli litografi makinelerimizi oluşturmak için kendi yepyeni teknik ilkelerimizi derinleştirmeye devam etti. Birbirinden tamamen farklı iki teknik ilke bu noktayı tam olarak göstermektedir: Hala birçok alanda Batı'nın gerisinde olmamıza rağmen, hiç kimse pes etmemeyi söylemedi ve her zaman ilgili alanların araştırılmasına ve geliştirilmesine bağlı kaldı. Yakın gelecekte, sadece kendi birinci sınıf yüksek teknolojili yongalarımızı yaratmakla kalmayacağız, aynı zamanda önde gelen uluslararası standart olarak Çin'de üretilen litografi makinelerini yurtdışında da satabileceğiz.
Bu makalenin editörü: Liu Guoliang
Paobao.com'u takip edin ve teknoloji hayatının tadını çıkarın.
