第189章 光刻機
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面投入的原因。
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晶片廠來說,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晶片的呢?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,光刻機就如同一台印表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,但只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晶片。
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。
接著只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晶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,所以在晶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。
在晶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面處理。
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,只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。
第六步就是顯影和沖洗,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。
「在光刻機里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制定了一個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別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?」
羅念中驚訝的看著張如京,不知道他為什麼要這麼說,現在遠東集團手裡有佳能26.7%的股份,是佳能最大的股東,完全不用擔心佳能卡脖子。
「理由」。
張如京這麼說一定有他的道理,羅念中沒有著急否決。
「我們這次為了突破鏡頭技術向佳能砸了將近兩百萬美元,他們現在並沒有高端鏡頭的需求卻要分享我們勝利的果實。
以後這樣的情況不會少,投入的資金也會越來越多。
最好的辦法就是用訂單倒逼他們投入資金研發或者我們成立自己的光學部門。
前者現在還不可能,我們不可能給他們太多的訂單,畢竟每年的需求體量在這裡擺著。
至於成立光學部門我更傾向於徹底拿下佳能,這會比我們從無到有省下很多時間」。
張如京說的有道理,現在每年光刻機的需求量是多少?
前年是42台,去年才37台,就算手機行業爆發增加了一部分晶片需求這個量短時間內也不會超過百台」。
現在可不是40年後,是個工業產品基本都有晶片的需求,就算是那個年代每年光刻機的出貨量也就四百台左右。
所以哪怕遠東集團的光刻機壟斷了市場,這個訂單量佳能都要考慮一下要不要跟進,要不然當初也不會為了羅念中果斷拒絕了通產省產業升級的計劃。
那麼成立一個光學部門或者收購一家公司就是最佳的選擇了。
而收購公司,在蔡司,尼康,佳能這三家裡,只有佳能現在這個階段有這個可能。
想到這裡羅念中搖了搖頭說道「雖然咱們是佳能大股東,但是董事會上咱們並不占優勢,他們也不會同意」。
張如京顯然有不同意見。
「我不這麼想,如果把這個傢伙從遠東半導體拆分出去呢?如果再給對方一些遠東晶片的股份,我想這足以打破他們的聯盟了」。說著張如京指了指後面的光刻機。
「你是說換股?」
「沒錯,利益共享嗎。
也是給彼此都留出一條後路出來,畢竟誰也不能肯定自己永遠不被市場淘汰不是?」
這倒是一個辦法,其實羅念中還可以等,等97年的金融危機。
不過那個時候佳能的市值和現在也不會同日而語了,再加上時間成本等更不合適。
「等正式測試的時候邀請佳能的人過來看看再說吧」。羅念中這算是贊成了張如京的方案。
張如京笑著點了點頭略過了這個話題,繼續介紹到。
「除了鏡頭,最重要的就是光源了,這也是我們重點攻克的。
不過你提出來的深紫外光源還在研究還沒有結果,倒是讓我們發現了比現在h-line光源更先進的i-line光源,波長進一步的縮短了,我敢說這是現在最先進的光源」。
i-line光源和現在其他最先進光刻機上用的h-line光源都屬於汞燈光源,通過汞燈產生紫外光源也就是UV。
我們總聽到的EUV,DUV中的UV就是紫外的意思。
羅念中讓他們研究的深紫外或者說極紫外就是EUV
沒有研究出EUV羅念中也不遺憾,因為它通過近段時間的了解發現就算是研究出來了也不一定有相匹配的光刻膠,還是不能用。
羅念中只需要讓遠東半導體的技術團隊走在正確的道路上,不走彎路就行。
就像阿斯麥的EUV,都知道那是最先進的,可是EUV在80年代就被島國提出來了。
至於為什麼被拋棄?就是因為當時的其他配套跟不上,相差太多,被認為根本不可能實現。
迫不及待的趕來,了解了最新的研發情況,羅念中也打算離開了。
他在這裡並不會給光刻機的研究帶來什麼幫助,相反還需要有人陪同更耽誤時間。
在這一點上羅念中看的很明白,所以遠東集團所有科研人員對於這麼一個不會對研究指手畫腳,只會偶爾提出建議的老闆很稱讚。
稱他為最懂技術的老闆,也不知道是讚賞還是諷刺。
「一個月沒問題吧?可以的話就把測試定在一個月後吧」羅念中詢問著張如京的意見。
「沒問題」張如京很自信的點頭肯定道。
「我很期待到時候它的表現」。
「放心吧,一定會震驚所有人的,就像我們遠東集團的其他產品一樣」。
(本章完)