佳能推出新光刻机,专用于小型晶圆

袁遗说科技 2024-09-24 18:52:41

佳能公司今天宣布推出 FPA-3030i6 i-line 步进机,这是一款新型半导体光刻系统,用于处理直径为 8 英寸(200 毫米)或更小的晶圆。

FPA-3030i6

与之前的镜头相比,新开发的镜头具有较高的透射率(概念图)

FPA-3030i6采用了新开发的高透过率、高耐久性的投影镜头,可降低高曝光量工艺中的镜头像差,缩短曝光时间,提高生产效率。

该镜头采用高透光率玻璃材料制成,与之前的步进机型号相比,可将曝光过程中发生的镜头像差减少 50% 以上。更高的透光率还有助于缩短曝光时间,同时保持图案保真度,即使在高曝光剂量条件下也是如此。

提高镜头的透过率,也能提高曝光强度,缩短各工序所需的曝光时间。FPA-3030i6对8英寸(200毫米)晶圆的标准生产率已从以前的步进机机型的每小时123片晶圆提升至每小时130片晶圆。

此外,由于该镜头非常耐用,因此镜头透射率随时间的降低会减少,并且可以在系统的整个使用寿命期间保持生产力。

NA(数值孔径)范围也从以前型号的 0.45~0.63 扩大到 0.30~0.63。允许使用较小的 NA 使客户能够为每个设备层选择最佳 NA。

还可订购特殊基板晶圆处理系统等可选产品,满足用户对高功率、高效率绿色器件等各种新兴半导体器件的制造需求。

FPA-3030i6 旨在支持更广泛的器件制造,这得益于针对硅 (Si) 以及蓝宝石和复合半导体材料(例如碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 和砷化镓 (GaAs) 基板)的多种可用工艺选项。

佳能将提供晶圆进料选项,可处理直径从 2 英寸(50 毫米)到 8 英寸(200 毫米)的基板,以及厚、薄和弯曲的基板处理。

光刻是决定集成电路线宽大小的关键环节,是决定芯片性能最关键的工艺之一。英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出的著名的摩尔定律,即是当价格不变时,芯片容纳的晶体管数大约每18个月到24个月翻倍。单位面积芯片上的晶体管数量越多,相对来说对信息的加工处理速度更快、处理信息更多,整体芯片的性能就更好。

光刻技术经过不断地技术迭代已经达到了以浸没式、多重曝光技术为主的先进光刻技术环节,芯片的制程技术达到了3nm以下。光刻是半导体生产过程中最重要的步骤之一,典型的光刻工艺流程包括8个步骤,分别是底膜准备、涂胶、软烘、对准曝光、曝光后烘、显影、坚膜、显影检测。

在光刻机的发展历史中,光刻技术经历了接触/接近式光刻机、扫描投影光刻机、步进重复式光刻机到现在的步进扫描光刻机的发展历程,现阶段主流技术为步进扫描光刻机,其余技术基本已经被淘汰了。主流的光刻机均采用浸没系统、可编程光照、畸变修正、热效应修正、对准与表面测量等高难度技术。光刻机可通过多重曝光来提高光刻精度,但是当制程节点达到3nm以下时,EUV光刻机则成为了必需的设备。光刻机重要结构包括光源系统、光学镜头、工作台,其中光源系统是决定光刻机技术迭代的关键系统,光源技术迭代经历了g-line、i-line、KrF、ArF、EUV技术,光刻精度也从800nm逐步提升至3nm。

全球光刻机规模在2023年约为271亿美元,ASML、Nikon、Canon这3家公司几乎垄断全球光刻机供应。2023年全球光刻机总规模高达271.3亿美元,预计2024年或将增长到315亿美元,长期来看光刻机需求有量价齐升的逻辑,市场规模有望保持增长趋势。光刻机的价值量随着制程不断降低呈现指数级别上涨,未来3nm-1nm制程的光刻机价值量或将超过10亿元。2022年三家公司共出货551台光刻机,其中ASML生产了345台光刻机,占比63%。如果拆分不同类别的光刻机占比来看,在EUV领域,ASML具有绝对话语权,占有100%份额,ASML官网数据,2023年各类光刻机均价为EUV(17386万欧元)、ArFi(7196万欧元)、ArFdry(2742万欧元)、KrF(1192万欧元)、l-ine(399万欧元)。

中国在半导体领域追求自给自足的目标,是国家科技战略的重要一环。半导体芯片作为现代科技产业的基础,对国家的科技实力、产业升级和经济安全具有重大影响。

然而,尽管困难重重,中国政府一直在大力支持国产半导体设备的研发。当前,中国的光刻机研发仍处于“跟跑”阶段,与全球领跑者尚有差距。但只要坚持自主创新,集中力量攻关核心技术,突破国外的技术封锁,未来的中国完全有机会做出一番成绩。

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