光刻机是晶圆生产线中最为核心的生产设备,发展历程也是经过了数代的更迭。
如果以大规模商业性应用为标准线,大体上看,六十年代是接触式光刻机、接近式光刻机的时代,到七十年代光刻机设备主流更新到了投影式光刻机,八十年代更新到步进式光刻机,九十年代更新到步进式扫描光刻机,新世纪初期浸入式光刻机大行其道。
二十一世纪之后,得益于华人科学家林本坚博士的光刻胶上方加水创意,忽然获得大绝招的asml以侵入式光刻机一举把日系光刻机厂商从云端打入尘埃,只用了不到几年时间就垄断了全球70%的光刻机市场。
由于光本质是波的缘故,在微观物理世界波长越短的光精度就越高,换句话说光的波长越短,在晶圆上刻下的线就越细。
早期的摩尔定律是预言集成电路密度每年翻倍,直到1975年摩尔定律才改成未来人尽所知的每十八个月。
根据瑞利公式:cd=k1*(λ/na),其中cd代表着曝光尺寸或者叫做光刻的最小尺寸,微米、微米什么的,甚至直接代指晶圆生产线的技术标准,k1代表着干扰降低光刻尺寸的综合因素,比如光刻胶,比如车间环境供电电压等等。
na代表着镜头的数值孔径这玩意的学术描述比较复杂,简单的说就是na值越大透光越多分辨率越高。
λ这玩意经过义务九年的都知道,代表着光的波长,在公式中波长越低光刻机的精度就越高。
因此实现摩尔定律的前提就是减小k1、λ的数值,搞大na的数值。
相比磨镜头这种比较坑爹见效很慢的耐心活,缩短光的波长就成了提升光刻机精度最为直接也最为优先的手段。
早期光刻机土鳖的很,基本都是从电影摄像机上改造出来的,曝光光源也比较奇葩从光谱红外端到近紫外段用啥的都有,
不过随着摩尔定律的生效,光源迅速从红外端向紫外端移动,镜头也迅速超越了电影镜头所要求的精度,越来越专业加工越来越难。
时间到了八十年代,光刻机的主流光源开始使用高压汞灯,其波长为365nm产业界管这玩意叫~i-line。
九十年代初期,微米以下之后,高压汞灯所提供的356nm波长就显得很大了,因此krf激光器成了光刻机的主流光源,其产生的248nm波长的光源足够把晶圆生产线的线宽推进到纳米时代。
九十年代中期,随着晶圆生产线线宽的进一步降低,193nm波长的duv激光开始崭露头角,duv激光也是著名的arf准分子激光,包括治疗近视眼手术在内的多种跨行业工程应用都使用这种激光,相关激光发生器和光学镜片等技术都比较成熟。
在电子产业庆幸
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