當北方的清晨亮起第一抹陽光,長春光機所地下實驗室里,一場激動人心的實驗,也終于開始了。
激光發生器開始預熱,這是全套光刻機臺中最核心的部件之一,由中科光電院設計制造。
激光光源射出后,首先會進入光束矯正器,矯正器共有三組,調整光束入射方向,讓激光束盡量保持平行。
調整完畢的平行激光,會進入能量控制器。
顧名思義,能量控制器是調節激光功率的存在,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,無論曝光不足或者過足,都會嚴重影響出片質量,所以能量必須收到嚴格的控制。
能量控制器之后,是光束形狀設置器,它可以設置光束形態,呈圓型,環型,散射型等等不同的形狀,而不同形態的激光,又有著不同的光學特性。
光束形狀設置器尾部,還有一組遮光器,在不需要曝光的時候,遮光器會把光束攔下來,防止光束照射到硅片上。
再然后是能量探測器,這個東西主要是檢測光束功率的,它無法單獨使用,而是將檢測信號回饋給能量控制器,配合能量控制器進行功率調整。
調整完畢的激光束,會穿過掩模版,進入物鏡。
掩膜版也叫光罩,簡單來說呢,它就是一塊內部刻著線路設計圖的玻璃板,給硅片曝光用的,你想要什么樣的半導體設計線路,就定制什么樣的掩膜版。
掩膜版的價格和精度成正比,國內海凸版,無錫華潤,中微,深圳清逸,路維,十三所,五十五所,自動化所等等,都可以做這個東西。
目前,華夏已經把基礎型掩膜版價格,砸成了白菜價,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,無錫華潤略貴,兩千塊起步,但板子做的確實漂亮。
而要是精度達到納米級別的板子,那可就相當昂貴了,根據業內小道消息,蘋果公司給旗下m1型處理器定制的掩膜版,造價高達上百萬美元。
掩膜版下方,是一種名為掩膜臺的機械裝置,它的作用是承載掩模版進行運動,控制精度為納米級,為了達到苛刻的精確控制要求,長春光機所從昆侖集團采購了高精度極光電機。
在這套機臺上,其實有很多技術和產品,都是來自昆侖集團,但最重要的部分,必須是掩膜臺下方,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,并且物鏡還要主動補償各種光學誤差,控制曝光精度。
可以毫不夸張的說,物鏡就是光刻機的心臟,如果物鏡技術過關,哪怕掩膜技術差一點,光源功率弱一些,最終也能得到不錯的結果。
但如果物鏡技術不行,其他所有子系統就算造的再好,也沒有任何作用。
畢竟光刻機的本質,是一套光學系統。
很多不了解半導體行業的同學,往往對其有所誤解,真正的芯片制造流程,是激光透過物鏡在硅片上曝光出來的,而不是用機器物理雕刻出來的。
高原目光掃過碩大的物鏡時候,嘴角輕輕揚起一抹弧度,信心滿滿。