国产65纳米光刻机进入整机考核阶段！今年春节前听到的最 ...

听上去不错，希望能成功……

项目4“65nm ArF干式步进扫描双工件台光刻机产品研发”,
项目5“45nm浸没光刻机产品研制

国家将其列为“十五”12 项重大专项项目之首,进行了 100nm同步扫描光刻机系统的研制。现在国家“十一五”科技重大项目将 65nm的双工件台样机的研发列为重大攻关项目,组织国内优势力量进行攻关,冲刺

上海光刻机的发展目标涉及技术和市场两个方面。在技术方面，紧跟国际光刻机先进水平，缩短与世界先进水平的差距。通过继承“十五”光刻机样机取得的技术成果，继续研制90nm光刻机产品，在国内大规模集成电路生产线得到应用，并形成单工件台扫描光刻机平台，为研制光刻机系列产品奠定基础。同时，为适应集成电路技术从45纳米向32纳米和22纳米发展的趋势，开展双工件台光刻机和浸没光刻机的关键技术研究，研发完成45nm-32nm特征线宽浸没式光刻机样机。在市场方面，以集成电路前道工艺投影光刻机的技术成果为基础，以集成电路先进封装投影光刻机为市场切入点，研发和完善前道工艺投影光刻机、先进封装投影光刻机、MEMS投影光刻机和下一代平板显示投影光刻机系列产品，掌握关键技术和获得自主知识产权，满足国内客户的需求，具备与国外同类产品进行市场竞争的实力，形成一定的产业规模。

上海的高端刻蚀机应向18英寸刻蚀制备、TSV刻蚀机（硅通孔刻蚀机）的方向发展；离子注入机则应重点关注低能减速系统技术、低能束流诊断系统技术、晶圆传输系统技术等技术方向；清洗装备技术应重点关注新型清洗药液的开发、精密药液传输及控制系统的开发、TSV清洗技术、18英寸晶圆清洗装备技术等等。

要是光源65nm  刻蚀精度6.5nm就好了

好消息。一步一步来

差距还是很大呀，继续努力

现在才65纳米啊？别人22纳米都玩了好久了

中芯的  28  全是进口的？

linkon 发表于 2015-2-9 22:17
现在才65纳米啊？别人22纳米都玩了好久了
有65纳米已经很不错了，算是好消息，起码能看到差距，不是差距都看不到那种。

有65纳米已经很不错了，算是好消息，起码能看到差距，不是差距都看不到那种。
摘要:提出了一种全新的移相掩模--侧墙铬衰减型移相掩模（SCAPSM) ，相对于通常的衰减型移相掩模，其制造工艺仅多两步，却可以较大幅度提高光刻分辨率. 采用PROLITH光学光刻模拟软件，参考ArF步进扫描投影光刻机TWINSCAN XT:1400E的曝光参数，对侧墙铬衰减型移相掩模的工艺进行了研究，证明SCAPSM+离轴照明的方案可以将干式193nm光学光刻的分辨率提高到50nm.


从论文来看,国内干式光刻的极限是50纳米,

没看懂，不是说去年就和英特尔一样可以20nm了么，中芯国际前一段时间又说28nm，这回又65nm，这个完全不太懂，有明白的大神解释一下么来自: Android客户端

没看懂，不是说去年就和英特尔一样可以20nm了么，中芯国际前一段时间又说28nm，这回又65nm，这个完全不太懂 ...
ASML公司总部阿斯麦公司（ASML Holding N.V.）是在荷兰费尔德霍芬(Veldhoven)的半导体设备制造商。公司同时在欧洲和美国NASDAQ上市。从业员工13 000多名。在世界14个国家和地区有50个子公司和生产据点。阿斯麦公司的主要产品是用来生产大规模集成电路的核心设备光刻机。在世界同类产品中有90%的市占率。

1984年从荷兰著名电子制造商飞利浦独立，此后致力于大规模集成电路制造设备的研究和制造。根据摩尔定律不断为提高单位面积集成度作贡献。2007年已经能够提供制造37nm线宽集成电路的光刻机。

制造大规模集成电路时要对半导体晶圆曝光3，40次。如何在不降低品质的情况下，减少曝光次数是曝光机的发展方向。阿斯麦公司使用德国蔡斯公司的光路系统。镜头使用萤石和石英制造。

曝光机是高附加值产品，一台新的曝光机动辄3000至5000万美元。但是研发周期长投入资金也相当巨大。

阿斯麦公司为半导体生产商提供光刻机及相关服务，TWINSCAN系列是目前世界上精度最高，生产效率最高，应用最为广泛的高端光刻机型。目前全球绝大多数半导体生产厂商，都向ASML采购TWINSCAN机型，例如英特尔(Intel)，三星(Samsung)，海力士(Hynix)，台积电(TSMC)，联电(UMC),格罗方德(GlobalFoundries)及其它台湾十二吋半导体厂。

2008-07-01 05:30      来源：第一财经日报

中芯国际正悄悄从海外进口关键设备，欲抢在今年年底试产45纳米芯片，从而进入全球半导体代工业45纳米的“俱乐部”。


消息人士对《第一财经日报》透露，29日中芯国际上海12英寸厂采购浸润式光刻机已到位，“这标志着中芯国际在量产45纳米芯片方面有了生产保障。”

　本报获悉，这是中国大陆的第一台浸润式光刻机，该设备由荷兰ASML生产，后者是全球这一领域的第一大供应商。上述消息人士透露，由于光刻机属高精密设备，为防止震动，从机场到中芯国际工厂完全是红地毯式全程护送，运输车辆都是匀速行使。否则，这个花了4亿~5亿元人民币买来的设备可能受损。

生产设备是半导体制造业成本核心，一条新12英寸生产线造价约15亿美元，光刻机则是其中最关键、最昂贵的设备。目前，全球浸润式光刻机仅有3家企业能供应，另外两家企业为日本佳能与美国尼康，中国本土企业还无法提供类似产品。此前，中芯国际武汉12英寸厂已经从ASML采购了相关设备，是90纳米的。

ASML单价近一亿美元的EUV光刻机订单已达10台　2012年正式交货2010年浸润式微米光刻机台设备(Immersion Scanner)大缺货，形成DRAM产业转进40纳米工艺的天险，随着缺货问题解决，ASML针对20纳米工艺，推出深紫外光(EUV)机台，目前已有10台订单在手，预计2012年将正式交货；不过，对于资金拮据的DRAM厂，1台要价近1亿美元的EUV机台，将会是更大的资金挑战，目前仅瑞晶下单订购1台，藉以确保20纳米工艺的参赛权。ASML成立于1984年，是从荷商飞利浦(Philipsa)分割出来的独立半导体设备公司，设备不断推陈出新，在1984和1989年分别推出PAS 2000和PAS 5000机台，1990年代推出PAS 5000 Stepper和Scanner，2000年推出Twinscan光刻机，2010年进入EUV机台。在ASML各地区营收比重中，亚洲市场占53%，其中南韩占16%、台湾占28%、新加坡占5%、大陆占4%，而美国市场占33%、欧洲市场占14%。
ASML指出，2006年推出第1代EUV机台，出货给比利时微电子研究中心(imec)，第2代NEX 3100机台，截至2011年第1季已出货3台，预计此款机台只会出6台，其余3台会在年底前出货，之后会推出NEX 3300机台量产型机台，其曝光速度和瞄准率均较高。
ASML进一步表示，目前NEX 3300机台全球接获订单数量已有10台，客户包括晶圆代工业者，以及台、韩、美、日等内存制造商，预计NEX 3300机台可在2012年正式交货。
ASML进一步表示，第1代EUV机台1片晶圆曝光时间要2小时，NEX 3100机台估计每小时可达曝光60片晶圆，但目前尚未达此目标，未来NEX 3300机台目标是1小时可曝光100片晶圆。
2010年DRAM产业刚从全球金融风暴中复苏，当时各厂加速转进40纳米工艺，却遇到Immersion Scanner机台设备大缺货，各厂工艺微缩进度都被关键机台卡住；再者，浸润式微米光刻机台1台要价近新台币10亿元，对当时体质虚弱的DRAM厂而言，资本障碍也形成竞争力天险。

目前浸润式微米光刻机台设备缺货问题已逐渐解除，半导体厂只有资金充裕，在固定交期下，拿到浸润式微米光刻机台都不是问题，不过要进入20纳米工艺以下的技术竞赛，必须要转进EUV机台，以1台单价近30亿元来看，对于DRAM厂而言，又是另一个艰巨的资金天险。据了解，目前台系内存厂中，只有瑞晶已向ASML预定1台EUV机台，其他DRAM厂都按兵不动，加上如力晶、茂德等DRAM厂的营运重心都转型至晶圆代工，真正生产标准型DRAM的产能比重也降低，未来在转进20纳米工艺后，是否要购入EUV机台，可能要从财务状况评估。

中芯国际集成电路制造有限公司（SMIC）早前就宣称，将在2014年底前实现28nm批量投产。10月27日，SMIC在上海与ASML签订了价值4.5亿欧元的光刻设备批量购买协议，以适时提升自己先进工艺代工能力。

根据协议，ASML将向SMIC提供为32nm以及更为先进工艺节点而设计的300mm规格TwinScan NXT系统，晶圆高生产效率、高对准精度、高成像分辨率是该系统独有的特性。目前，32nm以下光刻机几乎基本上是ASML的天下，而TwinScan NXT单台价格约在5000万美元左右。

实际上，从0.25微米开始中芯就与ASML保持着良好的合作关系。据悉，双方在28/14nm工艺节点上仍将继续合作。荷兰对外贸易和发展合作大臣Lilianne Ploumen表示，荷兰政府鼓励本国企业与中国公司分享技术、共享市场机会，中国是个不断增长的重要市场，今天的签约标志着中荷两国在高科技方面的合作日益紧密，我期待未来有更大的发展。

祝贺成功。

hswz 发表于 2015-2-9 23:45
摘要:提出了一种全新的移相掩模--侧墙铬衰减型移相掩模（SCAPSM) ，相对于通常的衰减型移相掩模，其制造 ...
我行业外的不懂。国内有50纳米以后的计划没？或者在预研没？

楼主能否综述一下这个设备的水平？

项目5“45nm浸没光刻机产品研制

研发完成45nm-32nm特征线宽浸没式光刻机样机。

zhzhshi 发表于 2015-2-10 10:39
我行业外的不懂。国内有50纳米以后的计划没？或者在预研没？

项目5“45nm浸没光刻机产品研制

研发完成45nm-32nm特征线宽浸没式光刻机样机。

中国建材报》：创造高端技术装备研发的“神话”——中国建材总院推进高精密碳化硅陶瓷在IC装备制造业的新应用纪实
　　　　作者： 时间：2014-08-26        【打印】
           

来源：《中国建材报》3版  作者：唐 婕 霍艳丽  发表时间：2014/8/13

　　装备制造业是制造业的核心组成部分，在某种意义上装备的先进程度可以代表整个国家的工业发展水平，因此建立强大的装备制造业是提高我国综合国力的途径之一。随着加工技术的进步，精密陶瓷作为第三代新兴材料，已经被引入到各种装备之中，充当着重要的角色，这为精密陶瓷的应用提供了广阔的用武之地，但与此同时，它对材料的性能及加工技术都提出了更加苛刻的要求。当前中国建筑材料科学研究总院已打破欧美等发达国家的技术垄断，推进高精密碳化硅陶瓷在IC装备制造业的新应用。

　　开拓进取  打破技术垄断现状

　　自1905年德国人率先开始精密陶瓷研究，至1912年首套氧化铝精密陶瓷刀具由英国人发明，20世纪20年代后期，精密陶瓷凭借其优异的使用特性逐渐进入各国研究人员的视线，从最初的军事专用到现在民用领域，从最初偏重于陶瓷材料制备，到现在的粉体研制、显微结构的系统分析，精密陶瓷的种类和应用领域都得到了极大的拓展。我国自20世纪50年代以氧化铝陶瓷研究为切入点，进入精密陶瓷研究领域；60年代中期开始引入碳化硅及氮化硅研制技术；70年代以陶瓷发动机为背景，世界各国竞相在精密陶瓷研究领域加大了研究力度，制备出的精密陶瓷件已能满足苛刻条件下的使用要求，这极大地推进了精密陶瓷的发展，随着精密陶瓷跨越式大发展我国也更加重视精密陶瓷研究，以各高校及科研院所为首取得了一系列创新性成果；80年代我国在先进陶瓷的应用领域取得令人瞩目的成绩，普通电子陶瓷和结构陶瓷如IC基板、电容、电阻、电感等压电陶瓷元件，中铝瓷，高铝瓷，电真空瓷等已能批量生产，并占据一定国际市场；90年代以高温超导陶瓷为代表的诸多技术在尖端高技术陶瓷的理论研究和实验水平都已处于世界先进行列。

　　21世纪随着加工技术的进步，高性能陶瓷已经被引入到各种装备之中，目前精密陶瓷已经广泛应用于电子信息、航天航空、新能源、生物医学、半导体、机械、工业设备、消费电子等领域。目前，各国的精密陶瓷研究与生产，正在形成新一轮的生产高潮与竞争更加激烈的市场局面。欧美发达国家是这一领域的领跑者，美国的精密陶瓷的产量已占到世界总产量的60%以上，且掌握着关键的制造技术，日本也紧随其后。但无论是电子装备还是高精密机械装备，却罕见中国身影，高尖端装备中的陶瓷部件几乎全部依赖进口，只有美国、日本等国的几家公司有能力制造，很大程度上制约了中国装备业的发展速度，直接影响我国的国际竞争力。中国建筑材料科学研究总院力图改变这一现状，从2012年开始研发高精密陶瓷碳化硅元器件，已成功为我国自主研发的大型光刻机提供了骨架、掩模台等。目前中国建材总院正在研制大型精密陶瓷器件，旨在打破美、日等国的技术制约，为我国自主研发高性能装备提供基础材料。

　　与传统的黏土陶瓷不同，精密陶瓷是指以精制的高纯度的无机材料为原料，利用各种化学或者物理方法，精确控制陶瓷原料配比及均匀度，再以干压，挤出，注射等成型方法进行成型，经过精确的烧结步骤，使其微观结构和物理、化学性能达到一定的指标要求，然后再经过后续的冷加工，使材料具备一定的使用性能。精密陶瓷具有高硬度、高绝缘性、高强度、高比刚度、耐酸碱腐蚀、高弹性模量等众多优异性能，因而备受关注。随着科技的发展，精密陶瓷应用的门类越来越多，应用的领域也日趋广泛，精密陶瓷制备工艺过程听起来简单，但是在材料的制备过程中却会出现许多意想不到的难题。就碳化硅陶瓷制品而言，由于所用原料是完全的脊性粉体，在制品的成型初期就面临着改性剂的选择、配比，分散剂的调试，成型方式的选择等；成型后期面临制品的均匀、快速干燥问题，尤其对于大尺寸复杂形状制品来说，由于薄厚不均，各部分的失水速度不一致，材料势必产生很大的内应力，甚至开裂等问题，这些都需要科研团队反复试验。在总院刚开始进行复杂形状碳化硅陶瓷制备工艺研究时，每一步都凝聚着科研人员的汗水。

　　上下求索  破解工艺技术难题

　　中国建材总院拿到第一份图纸是为光刻机做一个直径300mm厚度8mm碳化硅陶瓷吸盘，质量小于400g。当时图纸上密密麻麻的气路，看起来眼花缭乱，上下面板厚度仅有1mm，在面板上还要均匀分布1mm×1mm的凸点，内部气路和气路之间的壁只有1mm厚。

　　这样复杂的结构怎么下手呢？接还是不接呢？科研人员了解到，这个制品研制成功，将应用于光刻机，而光刻机是集成电路装备中技术难度最高、价格最昂贵的关键设备，可以说光刻机就像一台精密复杂的特殊照相机，是芯片制造中“定义图形”中最为重要的一种机器，被称为人类技术发展的制高点和制造工业“皇冠上的明珠”。光刻机的水平决定着集成电路的发展水平，它在IC制造设备的价值链中占30%~40%的比例。所以发达国家都在争先恐后研制，而此项装备在我国起步比较晚，基础较为薄弱，但是我国已经意识到制备此项装备的重要性，在国家“十五”、“十一五”、“十二五”发展规划都将光刻机列为重点制造装备，并被列入国家科技重大专项。高端光刻机更是集精密光学、机械、控制、材料等先进科技和工程技术于一体的一个“精英神话”。在巨大的荣誉感驱使下，中国建材总院科技人员决定接下这个不太好啃的骨头。

　　总院在精密陶瓷的制备工艺上积累很多经验，比如陶瓷坯体的成型，干燥，烧结都不是什么难题，但是对于这样复杂结构的制品而言，却着实让大家露了怯。真空吸盘的工作原理是，首先将吸盘通过接管与真空设备连接，然后与大尺寸硅片接触，启动真空抽吸，使吸盘内产生负压，从而将物件吸牢。这就要求吸盘必需是中空结构，且其材料必须具有一定的强度、刚度，另外为了降低其高加速度对驱动电机的载荷，该构件需控制在400g以下。面对这样苛刻的要求，改变方法，再次烧结。技术就是一定理论知识的指导下，在一遍又一遍的实验中提炼出来的，中国建材总院的技术团队用了一个月的时间，终于烧出了自己的第一块变形在要求范围内的吸盘。接着是对它的气密性进行验证，由于气道多而长，通道直径又极窄，稍有不慎，便会堵塞，造成整个吸盘变成一个“装饰品”。为了使吸盘成为真正有应用价值的吸盘，科研人员，翻阅大量资料，借鉴国内外的先进经验，终于从根本上解决烧结堵塞的问题，制备出第一件达到用户要求的碳化硅陶瓷吸盘，其性能指标可与Ventex 公司和BERLINER GLAS生产的SiC吸盘媲美。

　　锐意创新  助推光刻领域发展

　　第一次的尝试获得成功后，总院陶瓷科学研究院的科研人员又接下更复杂的光刻机部件研制任务，这次是一件工件台，其尺寸更大，形状更加复杂，在光刻机上扮演的角色也更重要光刻机工作时，工件台的性能直接影响光刻机所能实现的特征线宽尺寸和生产效率，对于100nm分辨率、套刻精度为33nm和线宽10nm的光刻机而言，其精密气浮工件台的定位精度必须达到10nm其运动速度达到大于700mm/s,加速度到3g。这对精密部件工件台材料与结构提出了苛刻的要求，不仅要求材料的刚度和耐磨性较高，而且要求材料在运动时具有非常高的运动精度和良好的平稳性。陶瓷院在已有的研制基础上，改进工艺，对大尺寸陶瓷精密件的成型、干燥、烧结及复杂结构陶瓷的粘结技术，进行了一系列实验，目前已经制备出尺寸500×500mm的碳化硅陶瓷工件台，材料指标完全满足使用要求。

　　由于光刻机工作时，需要对光进行反射，所以要求制品有良好的镜面，表面的面形精度要求不超过1/2λ，这对材料及加工技术都有极为苛刻的要求。但是在成功和失败的考验中，中国建材总院已经形成了一个经得住考验的科研团队，秉着精益求精的科研态度，陶瓷院科研团队对碳化硅陶瓷制品表面进行改性处理，利用自主研制的化学气相沉积技术，对工件表面涂敷高纯碳化硅涂层，涂层经加工研磨，抛光后面形精度可达到1/6λ，这就类似于在一个标准足球场上，不得有超过发丝大小的凸起度。

　　随着研究的深入，总院承接了多件光刻机组件的研制任务，包括光刻机的导轨、微动台、粗动台和掩模骨架等部件，为我国光刻机的自主研发起到了重要的助推作用


碳化硅吸盘-刘海林摄

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碳化硅工件台--刘海林摄

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碳化硅水冷骨架--刘海林摄

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中国建材报》：创造高端技术装备研发的“神话”——中国建材总院推进高精密碳化硅陶瓷在IC装备制造业的新应用纪实
　　　　作者： 时间：2014-08-26        【打印】
           

来源：《中国建材报》3版  作者：唐 婕 霍艳丽  发表时间：2014/8/13

　　装备制造业是制造业的核心组成部分，在某种意义上装备的先进程度可以代表整个国家的工业发展水平，因此建立强大的装备制造业是提高我国综合国力的途径之一。随着加工技术的进步，精密陶瓷作为第三代新兴材料，已经被引入到各种装备之中，充当着重要的角色，这为精密陶瓷的应用提供了广阔的用武之地，但与此同时，它对材料的性能及加工技术都提出了更加苛刻的要求。当前中国建筑材料科学研究总院已打破欧美等发达国家的技术垄断，推进高精密碳化硅陶瓷在IC装备制造业的新应用。

　　开拓进取  打破技术垄断现状

　　自1905年德国人率先开始精密陶瓷研究，至1912年首套氧化铝精密陶瓷刀具由英国人发明，20世纪20年代后期，精密陶瓷凭借其优异的使用特性逐渐进入各国研究人员的视线，从最初的军事专用到现在民用领域，从最初偏重于陶瓷材料制备，到现在的粉体研制、显微结构的系统分析，精密陶瓷的种类和应用领域都得到了极大的拓展。我国自20世纪50年代以氧化铝陶瓷研究为切入点，进入精密陶瓷研究领域；60年代中期开始引入碳化硅及氮化硅研制技术；70年代以陶瓷发动机为背景，世界各国竞相在精密陶瓷研究领域加大了研究力度，制备出的精密陶瓷件已能满足苛刻条件下的使用要求，这极大地推进了精密陶瓷的发展，随着精密陶瓷跨越式大发展我国也更加重视精密陶瓷研究，以各高校及科研院所为首取得了一系列创新性成果；80年代我国在先进陶瓷的应用领域取得令人瞩目的成绩，普通电子陶瓷和结构陶瓷如IC基板、电容、电阻、电感等压电陶瓷元件，中铝瓷，高铝瓷，电真空瓷等已能批量生产，并占据一定国际市场；90年代以高温超导陶瓷为代表的诸多技术在尖端高技术陶瓷的理论研究和实验水平都已处于世界先进行列。

　　21世纪随着加工技术的进步，高性能陶瓷已经被引入到各种装备之中，目前精密陶瓷已经广泛应用于电子信息、航天航空、新能源、生物医学、半导体、机械、工业设备、消费电子等领域。目前，各国的精密陶瓷研究与生产，正在形成新一轮的生产高潮与竞争更加激烈的市场局面。欧美发达国家是这一领域的领跑者，美国的精密陶瓷的产量已占到世界总产量的60%以上，且掌握着关键的制造技术，日本也紧随其后。但无论是电子装备还是高精密机械装备，却罕见中国身影，高尖端装备中的陶瓷部件几乎全部依赖进口，只有美国、日本等国的几家公司有能力制造，很大程度上制约了中国装备业的发展速度，直接影响我国的国际竞争力。中国建筑材料科学研究总院力图改变这一现状，从2012年开始研发高精密陶瓷碳化硅元器件，已成功为我国自主研发的大型光刻机提供了骨架、掩模台等。目前中国建材总院正在研制大型精密陶瓷器件，旨在打破美、日等国的技术制约，为我国自主研发高性能装备提供基础材料。

　　与传统的黏土陶瓷不同，精密陶瓷是指以精制的高纯度的无机材料为原料，利用各种化学或者物理方法，精确控制陶瓷原料配比及均匀度，再以干压，挤出，注射等成型方法进行成型，经过精确的烧结步骤，使其微观结构和物理、化学性能达到一定的指标要求，然后再经过后续的冷加工，使材料具备一定的使用性能。精密陶瓷具有高硬度、高绝缘性、高强度、高比刚度、耐酸碱腐蚀、高弹性模量等众多优异性能，因而备受关注。随着科技的发展，精密陶瓷应用的门类越来越多，应用的领域也日趋广泛，精密陶瓷制备工艺过程听起来简单，但是在材料的制备过程中却会出现许多意想不到的难题。就碳化硅陶瓷制品而言，由于所用原料是完全的脊性粉体，在制品的成型初期就面临着改性剂的选择、配比，分散剂的调试，成型方式的选择等；成型后期面临制品的均匀、快速干燥问题，尤其对于大尺寸复杂形状制品来说，由于薄厚不均，各部分的失水速度不一致，材料势必产生很大的内应力，甚至开裂等问题，这些都需要科研团队反复试验。在总院刚开始进行复杂形状碳化硅陶瓷制备工艺研究时，每一步都凝聚着科研人员的汗水。

　　上下求索  破解工艺技术难题

　　中国建材总院拿到第一份图纸是为光刻机做一个直径300mm厚度8mm碳化硅陶瓷吸盘，质量小于400g。当时图纸上密密麻麻的气路，看起来眼花缭乱，上下面板厚度仅有1mm，在面板上还要均匀分布1mm×1mm的凸点，内部气路和气路之间的壁只有1mm厚。

　　这样复杂的结构怎么下手呢？接还是不接呢？科研人员了解到，这个制品研制成功，将应用于光刻机，而光刻机是集成电路装备中技术难度最高、价格最昂贵的关键设备，可以说光刻机就像一台精密复杂的特殊照相机，是芯片制造中“定义图形”中最为重要的一种机器，被称为人类技术发展的制高点和制造工业“皇冠上的明珠”。光刻机的水平决定着集成电路的发展水平，它在IC制造设备的价值链中占30%~40%的比例。所以发达国家都在争先恐后研制，而此项装备在我国起步比较晚，基础较为薄弱，但是我国已经意识到制备此项装备的重要性，在国家“十五”、“十一五”、“十二五”发展规划都将光刻机列为重点制造装备，并被列入国家科技重大专项。高端光刻机更是集精密光学、机械、控制、材料等先进科技和工程技术于一体的一个“精英神话”。在巨大的荣誉感驱使下，中国建材总院科技人员决定接下这个不太好啃的骨头。

　　总院在精密陶瓷的制备工艺上积累很多经验，比如陶瓷坯体的成型，干燥，烧结都不是什么难题，但是对于这样复杂结构的制品而言，却着实让大家露了怯。真空吸盘的工作原理是，首先将吸盘通过接管与真空设备连接，然后与大尺寸硅片接触，启动真空抽吸，使吸盘内产生负压，从而将物件吸牢。这就要求吸盘必需是中空结构，且其材料必须具有一定的强度、刚度，另外为了降低其高加速度对驱动电机的载荷，该构件需控制在400g以下。面对这样苛刻的要求，改变方法，再次烧结。技术就是一定理论知识的指导下，在一遍又一遍的实验中提炼出来的，中国建材总院的技术团队用了一个月的时间，终于烧出了自己的第一块变形在要求范围内的吸盘。接着是对它的气密性进行验证，由于气道多而长，通道直径又极窄，稍有不慎，便会堵塞，造成整个吸盘变成一个“装饰品”。为了使吸盘成为真正有应用价值的吸盘，科研人员，翻阅大量资料，借鉴国内外的先进经验，终于从根本上解决烧结堵塞的问题，制备出第一件达到用户要求的碳化硅陶瓷吸盘，其性能指标可与Ventex 公司和BERLINER GLAS生产的SiC吸盘媲美。

　　锐意创新  助推光刻领域发展

　　第一次的尝试获得成功后，总院陶瓷科学研究院的科研人员又接下更复杂的光刻机部件研制任务，这次是一件工件台，其尺寸更大，形状更加复杂，在光刻机上扮演的角色也更重要光刻机工作时，工件台的性能直接影响光刻机所能实现的特征线宽尺寸和生产效率，对于100nm分辨率、套刻精度为33nm和线宽10nm的光刻机而言，其精密气浮工件台的定位精度必须达到10nm其运动速度达到大于700mm/s,加速度到3g。这对精密部件工件台材料与结构提出了苛刻的要求，不仅要求材料的刚度和耐磨性较高，而且要求材料在运动时具有非常高的运动精度和良好的平稳性。陶瓷院在已有的研制基础上，改进工艺，对大尺寸陶瓷精密件的成型、干燥、烧结及复杂结构陶瓷的粘结技术，进行了一系列实验，目前已经制备出尺寸500×500mm的碳化硅陶瓷工件台，材料指标完全满足使用要求。

　　由于光刻机工作时，需要对光进行反射，所以要求制品有良好的镜面，表面的面形精度要求不超过1/2λ，这对材料及加工技术都有极为苛刻的要求。但是在成功和失败的考验中，中国建材总院已经形成了一个经得住考验的科研团队，秉着精益求精的科研态度，陶瓷院科研团队对碳化硅陶瓷制品表面进行改性处理，利用自主研制的化学气相沉积技术，对工件表面涂敷高纯碳化硅涂层，涂层经加工研磨，抛光后面形精度可达到1/6λ，这就类似于在一个标准足球场上，不得有超过发丝大小的凸起度。

　　随着研究的深入，总院承接了多件光刻机组件的研制任务，包括光刻机的导轨、微动台、粗动台和掩模骨架等部件，为我国光刻机的自主研发起到了重要的助推作用


碳化硅吸盘-刘海林摄

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碳化硅工件台--刘海林摄

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碳化硅水冷骨架--刘海林摄

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2015-2-10 11:19 上传

研发完成45nm-32nm特征线宽浸没式光刻机样机。
不错哦，下一步可以上20+nm级别的了吧。

陈晖，2011年6月毕业于浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，获工学博士学位。主要从事流体传动及控制、浸没式光刻、流场仿真及可视化等方面的研究。攻读博士学位期间，参与设计和制造国内首台浸没式光刻机样机，同时参与了国家自然科学基金重大研究计划、国家863重点项目、科技部国际合作重点项目等科研课题。近年来发表SCI/EI论文5篇，获发明专利5项。

金春水 研究员1964年10月生，博士，研究员，博士生导师。应光室短波光学学科方向学术带头人，863-804主题X光激光研究专题专家组成员。1987年毕业于浙江大学光学仪器工程学系；1990年在长春光机所获硕士学位；2003年在长春光机所获博士学位。主要从事紫外、极紫外－软X射线光学技术研究。完成了国内第一套极紫外投影光刻原理装置的设计与研制，获得了极紫外投影光刻复制的150nm线宽掩模图形，实现了极紫外投影光刻的原理性贯通。


【摘要】：极紫外光刻技术(EUVL)是半导体制造实现22 nm及以下节点的下一代光刻技术,高分辨投影物镜的设计是实现高分辨光刻的关键技术。为设计满足22 nm产业化光刻机需求的极紫外光刻投影物镜,采用6枚高次非球面反射镜,像方数值孔径达到0.3,像方视场宽度达到1.5 mm。整个曝光视场内的平均波像差均方根值(RMS)为0.0228λ,不采用任何分辨率增强技术的情况下,75 nm光学成像的焦深内,25 nm分辨力的光学调制传递函数(MTF)大于45%。在部分相干因子为0.5~0.8的照明条件下,畸变小于1.6 nm,线宽变化小于1.6%。物面到像面的距离为1075 mm,像方工作距大于30 mm。该物镜结合离轴照明或相移掩模等分辨率增强技术,能够在更大的焦深内实现22 nm光刻分辨率的光刻胶成像,满足半导体制造中22 nm节点技术对产业化极紫外光刻物镜的需求。


极紫外光刻是极紫外光学的重要应用领域，工作波长为13.5nm，适用于特征尺寸为16nm及其以下数代超大规模集成电路光刻工艺。学科组在02国家重大科技专项的牵引下（极紫外光刻关键技术研究项目，研究经费合计2.1亿），以突破制约我国极紫外光刻发展的核心光学技术为目标，系统开展了关键技术研究，内容涵盖超高精度光学元件检测技术、膜厚控制达原子量级的极紫外多层膜技术、光学元件无应力支撑技术及衍射极限极紫外光学系统设计集成等技术。目前极紫外光刻各项单元关键技术得到了长足发展，为我国极紫外光刻机样机研制奠定了较为坚实的技术基础和人才基础。

金春水 研究员1964年10月生，博士，研究员，博士生导师。应光室短波光学学科方向学术带头人，863-804主题X光激光研究专题专家组成员。1987年毕业于浙江大学光学仪器工程学系；1990年在长春光机所获硕士学位；2003年在长春光机所获博士学位。主要从事紫外、极紫外－软X射线光学技术研究。完成了国内第一套极紫外投影光刻原理装置的设计与研制，获得了极紫外投影光刻复制的150nm线宽掩模图形，实现了极紫外投影光刻的原理性贯通。


【摘要】：极紫外光刻技术(EUVL)是半导体制造实现22 nm及以下节点的下一代光刻技术,高分辨投影物镜的设计是实现高分辨光刻的关键技术。为设计满足22 nm产业化光刻机需求的极紫外光刻投影物镜,采用6枚高次非球面反射镜,像方数值孔径达到0.3,像方视场宽度达到1.5 mm。整个曝光视场内的平均波像差均方根值(RMS)为0.0228λ,不采用任何分辨率增强技术的情况下,75 nm光学成像的焦深内,25 nm分辨力的光学调制传递函数(MTF)大于45%。在部分相干因子为0.5~0.8的照明条件下,畸变小于1.6 nm,线宽变化小于1.6%。物面到像面的距离为1075 mm,像方工作距大于30 mm。该物镜结合离轴照明或相移掩模等分辨率增强技术,能够在更大的焦深内实现22 nm光刻分辨率的光刻胶成像,满足半导体制造中22 nm节点技术对产业化极紫外光刻物镜的需求。


极紫外光刻是极紫外光学的重要应用领域，工作波长为13.5nm，适用于特征尺寸为16nm及其以下数代超大规模集成电路光刻工艺。学科组在02国家重大科技专项的牵引下（极紫外光刻关键技术研究项目，研究经费合计2.1亿），以突破制约我国极紫外光刻发展的核心光学技术为目标，系统开展了关键技术研究，内容涵盖超高精度光学元件检测技术、膜厚控制达原子量级的极紫外多层膜技术、光学元件无应力支撑技术及衍射极限极紫外光学系统设计集成等技术。目前极紫外光刻各项单元关键技术得到了长足发展，为我国极紫外光刻机样机研制奠定了较为坚实的技术基础和人才基础。

hswz 发表于 2015-2-10 07:49
ASML单价近一亿美元的EUV光刻机订单已达10台　2012年正式交货2010年浸润式微米光刻机台设备(Immersion Scan ...
上面一段文字还是不太清楚
现在台积电给海思代工的16nm的手机CPU，是用的16nm的光刻机么？一段文字好像说的都是40nm的机子

2012-11-15
《超精密双工件台系统样机研发及产业化》项目简介

双工件台系统是IC装备中最高端设备-光刻机的三大子系统之一，其技术可在其他电子制造装备中得到广泛应用。本项目基础主要是清华大学承担的02重大科技专项项目：“光刻机双工件台系统样机研发(2009ZX02208)”。清华大学研究团队从2002年起通过承担“863”IC装备重大科技专项的课题开始从事100nm光刻机10nm精度的超精密气浮工件台研究，成功实现了10nm定位精度和5nm同步运动精度。2005年起对光刻机双工件台系统进行了全面系统的研究，针对国外专利壁垒，提出了具有自主知识产权的双工件台实现方案十余种。2009年清华大学精仪系团队承担了02专项的双工件台项目，通过3年半的攻关，已经成功研制了基于平面气浮（国际先进水平）的光刻机双工件台系统，并初步实现了5nm的运动精度，同时形成了特种电机、陶瓷精密部件、精密运动系统、亚纳米精度运动测量、纳米运动控制、超精密隔振等一系列高技术产品。
目前项目已完成光刻机双工件台2轮样机的研制与优化，初步实现了项目的技术指标。最终样机设计已通过光刻机整机单位的CDR（详细设计、技术定型）评审，进入最终样机的装配集成阶段，预备开始整机调试和性能测试，正在开展面向浸没式光刻机产品需求的双工件台系统的产品化设计，并将在2012和2013年先后通过光刻机整机单位的产品设计评审，为本项目未来研制光刻机双工件台产品并产业化创造条件。


2012-11-15
《超精密双工件台系统样机研发及产业化》项目简介

双工件台系统是IC装备中最高端设备-光刻机的三大子系统之一，其技术可在其他电子制造装备中得到广泛应用。本项目基础主要是清华大学承担的02重大科技专项项目：“光刻机双工件台系统样机研发(2009ZX02208)”。清华大学研究团队从2002年起通过承担“863”IC装备重大科技专项的课题开始从事100nm光刻机10nm精度的超精密气浮工件台研究，成功实现了10nm定位精度和5nm同步运动精度。2005年起对光刻机双工件台系统进行了全面系统的研究，针对国外专利壁垒，提出了具有自主知识产权的双工件台实现方案十余种。2009年清华大学精仪系团队承担了02专项的双工件台项目，通过3年半的攻关，已经成功研制了基于平面气浮（国际先进水平）的光刻机双工件台系统，并初步实现了5nm的运动精度，同时形成了特种电机、陶瓷精密部件、精密运动系统、亚纳米精度运动测量、纳米运动控制、超精密隔振等一系列高技术产品。
目前项目已完成光刻机双工件台2轮样机的研制与优化，初步实现了项目的技术指标。最终样机设计已通过光刻机整机单位的CDR（详细设计、技术定型）评审，进入最终样机的装配集成阶段，预备开始整机调试和性能测试，正在开展面向浸没式光刻机产品需求的双工件台系统的产品化设计，并将在2012和2013年先后通过光刻机整机单位的产品设计评审，为本项目未来研制光刻机双工件台产品并产业化创造条件。

上面一段文字还是不太清楚
现在台积电给海思代工的16nm的手机CPU，是用的16nm的光刻机么？一段文字好像 ...
全球实力最强大的半导体设备制造公司荷兰ASML日前公布了2012年Q4财报，其中披露了不少EUV及450mm晶圆的应用情况。


ASML 2012 第四季度财报　　2012年第四季度净销售额10.23亿欧元，比上一季度的12.29亿欧元有所下降，新出货的设备数量也只有25套，146套的全年出货数量也低于去年的195套。　　

ASML解释说这是全球经济疲软所致，而这个结果已经是公司史上第二高水平的了。


ASML的NXE：3100 EUV光刻设备　　财报数据不去管了，这个不是文章的重点。ASML在新闻中提到了EUV光刻设备的进展，EUV样品设备NXE:3100已经与合作伙伴生产了超过30000片晶圆，成功帮助晶圆厂试制了后14nm的逻辑电路以及后22nm制程的DRAM电路。　　首批量产版的EUV设备型号为NXE:3300B，将在2013年Q2季度出货，预计今年可出货11台，仅此一项产值将达到7亿美元。此外，到2014年时NXE：3300B的生产能力将提升到每小时70片晶圆，并且可以用于14nm以内的工艺生产。　　

还有一个关键之处就是450mm晶圆，ASML的研发团队预计将在2016年试产，2018年正式量产，从现在说起来至少还要5年了。

2014年 11月28日 光刻系统供应商荷兰ASML近日宣布，台积电已经订购了两台量产型的NXE:3350B EUV极紫外光刻机，将在2015年交付使用。具体报价没有公布，但据称应该接近1亿美元级别——同样是ASML EUV光刻机客户的Intel(还有IBM、三星)认为合理价格应在2000万美元左右。

另外，台积电此前已经购买的两台NXE:3300B也将在ASML的协助下，升级到与NXE:3350B相同的水平。据了解，台积电购买的EUV极紫外光刻机初期将用于300毫米晶圆、10nm工艺，未来还会考虑导入到450毫米晶圆上(目前只有Intel做出来了)。今年第三季度，台积电在EUV技术上的晶圆曝光速度已经达到每天600块，如果顺利的话2016年可达1500块每天。台积电的10nm工艺虽然还在理论研究阶段，但已经有10多家客户基于它进行了产品设计，涉及手机基带、GPU、服务器芯片、游戏机处理器、FPGA等等，预计2015年下半年就会有客户完成流片，2015年底试产，2016年底或者2017年量产。按照台积电董事长张忠谋的说法，10nm可以比16nm FinFET工艺带来25％的性能提升、45％的功耗下降、120％的栅极密度增加。
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另外，台积电此前已经购买的两台NXE:3300B也将在ASML的协助下，升级到与NXE:3350B相同的水平。

2014年 11月28日 光刻系统供应商荷兰ASML近日宣布，台积电已经订购了两台量产型的NXE:3350B EUV极紫外光刻机，将在2015年交付使用。具体报价没有公布，但据称应该接近1亿美元级别——同样是ASML EUV光刻机客户的Intel(还有IBM、三星)认为合理价格应在2000万美元左右。

另外，台积电此前已经购买的两台NXE:3300B也将在ASML的协助下，升级到与NXE:3350B相同的水平。据了解，台积电购买的EUV极紫外光刻机初期将用于300毫米晶圆、10nm工艺，未来还会考虑导入到450毫米晶圆上(目前只有Intel做出来了)。今年第三季度，台积电在EUV技术上的晶圆曝光速度已经达到每天600块，如果顺利的话2016年可达1500块每天。台积电的10nm工艺虽然还在理论研究阶段，但已经有10多家客户基于它进行了产品设计，涉及手机基带、GPU、服务器芯片、游戏机处理器、FPGA等等，预计2015年下半年就会有客户完成流片，2015年底试产，2016年底或者2017年量产。按照台积电董事长张忠谋的说法，10nm可以比16nm FinFET工艺带来25％的性能提升、45％的功耗下降、120％的栅极密度增加。
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另外，台积电此前已经购买的两台NXE:3300B也将在ASML的协助下，升级到与NXE:3350B相同的水平。

上面一段文字还是不太清楚
现在台积电给海思代工的16nm的手机CPU，是用的16nm的光刻机么？一段文字好像 ...
给海思代工手机16纳米芯片用的是是台积电购买的NXE3300B极紫外光刻机，并且ASML可将其升级到到10纳米光刻

hswz 发表于 2015-2-10 15:46
给海思代工手机16纳米芯片用的是是台积电购买的NXE3300B极紫外光刻机，并且ASML可将其升级到到10纳米光刻
好的，明白了，谢谢解答

伟哉ASML!三晶圆巨头捧两千亿拜其研发
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出自：商业周刊
这家公司就是阿斯麦（ASML），2012年8月底，三星电子终于决定投资阿斯麦，这一次，英特尔、台积电和三星电子，总共投资阿斯麦52.3亿欧元，三家公司奉上新台币逾两千亿元资金，“拜托”阿斯麦赶快研发出下一代的微影设备。
阿斯麦，是全球半导体产业里的“针尖企业”，虽然小，但只要它一施力，全世界半导体产业就会跳起来。
曾有人预测，半导体的物理极限将会落在10纳米，这个极限虽被突破，但摩尔定律──每18个月，同样一美元能买到电子产品效能增加一倍的产品发展周期，将会遇到瓶颈。到时候，包括台积电在内的半导体大厂，在先进工艺上和对手的领先地位，将逐步缩小。要让摩尔定律继续的关键就在微影技术，阿斯麦的微影设备平均要价新台币8.4亿元，作用就像一台特制的照相机，阿斯麦最先进的设备，能用每小时230片晶圆的速度，把复杂的电路图微缩“印”在晶圆上，印出的线路，细到只能容纳个位数的电子通过，你手机里的处理器、先进的绘图芯片、快闪存储器（NAND Flash），是用它们的设备制造出来的。
掌握独占技术　压低净利率，防客户自制
全球有能力发展最尖端微影设备的公司，仅阿斯麦一家。
特别的是，这家公司九成的零件全是外包生产，但是，技术仍牢牢握在阿斯麦手里，曾有大陆公司想制造山寨版微影设备，拆解整台机器之后，做不出阿斯麦的效果。
国际半导体设备材料协会SEMI资深经理曾瑞榆观察，在20纳米以下工艺，阿斯麦几乎囊括所有订单。英特尔、三星和台积电，虽然有人才、有资金，却让阿斯麦替自己研发核心技术，为什么？
关键其实在它的经营模式：掌握了半导体设备最关键的技术，又抢到几近独占的产业地位，阿斯麦的税后净利率，却只有四成上下，明显低于台积电、英特尔等客户。
“我们刻意把税后净利率控制在这个水平”，台湾阿斯麦总经理刘兴凯解释，它们定设备的价格，是看设备的成本，摊在客户的成本总表里，究竟占多高的比例，阿斯麦刻意控制这个比例，让设备在客户成本比重，不会高到让客户想自己做设备。
控制风险的能力，是他们建立的第二个门槛。阿斯麦巧妙的让产业波动，变成自己的护身符。下一代设备制造出来之前12到18个月，为了降低成本，阿斯麦就必须把制造合约发包出去，让其它外包商替自己制造关键零组件。
“如果客户晚一季拿货，我就会增加10亿欧元的库存压力”，刘兴凯分析，《金融时报》（Financial Times）分析，阿斯麦承受的是“比半导体产业高出两倍的风险”，当景气不好的时候，一般的半导体制造厂顶多减产五成，但是像阿斯麦这样的公司，却可能因为半导体的投资减少，导致营收骤降，2009年时，它们甚至一度亏损。
但因为阿斯麦的地位中立，它们做的机器，三家半导体大厂都会埋单，等于把风险分散给三家大厂，如果其中一家决定自己做设备，就要独自承担风险，就算做得出来，成本也会高得吓死人。
挑战技术极限　每年研发经费全欧第二高
至于技术，则是第三个门槛。
阿斯麦是欧洲研发经费第二高的公司，“不管好年、坏年，我们都投资5亿欧元做研发”，刘兴凯说。
做先进工艺设备有多难，刘兴凯解释，在纳米的世界里，有许多想象不到的效应要考虑，“我们设计机台的时候，要把地球自转的震动也考虑进去”，他说。
要即时做出先进工艺设备，难，要让成本符合经济效益，更难。刘兴凯分析，为了让机器发挥效益，每小时能产出的晶圆数是关键，晶圆在设备里高速前进，生产一片晶圆，从测量、定位到曝光，只有不到20秒，这台机器却必须让晶圆随时可以停下来曝光，误差却不能超过几个电子的宽度，还能连续拍上几万次，良率也不会出问题。“而且，你每18个月，就要挑战极限一次”，刘兴凯说。阿斯麦的know-how就在如何调校整台机器的知识里。
阿斯麦内部有一个百人团队（System engineering group），负责设计整台设备的架构，持续累积设备的新知识，目的就是一旦现有技术被击败，马上端出更新的技术应战。
刘兴凯回忆，台积电副总经理林本坚提出“浸润式”微影技术时，这项破坏式创新，一度“击败”阿斯麦提出的解决方案，但阿斯麦因原本就投资多项技术，快速推出浸润式机台，保住自己的龙头地位。
而阿斯麦让比自己大5倍、10倍的客户都难以和自己竞争，只能一起共舞，阿斯麦的策略思维，值得台湾的“针尖企业”们学习。（撰文：林宏达，《商业周刊》）
小档案＿阿斯麦（ASML）
成立：1984年
总裁兼CEO：莫里斯（Eric Meurice）
主要产品：半导体微影系统设备
员工数：7,955人
地位：全世界最大微影系统设备制造商

不错，学习了！

金春水 研究员1964年10月生，博士，研究员，博士生导师。应光室短波光学学科方向学术带头人，863-804主题X ...
研究经费才2个亿啊，这么少

研究经费才2个亿啊，这么少
台积电浸润式显影功臣 林本坚：22 奈米制程从天空找灵感 台积电（2330）将於 2007 年 9 月正式投入 45 奈米制程量产！这是台积电首次以自行创发、 与设备商共同开发的浸润式微显影设备投产的制程技术，也距离创发人、台积电资深处长 林本坚提出这构想足足将近 5 年之久。从梦想初生到美梦成真，除了印证半导体界的共同 努力之外，林本坚的执著及他对科技有如宗教般坚定不移的信仰支撑，绝对是一大功臣。 台积电采用 193 波长曝光设备，量产 45 奈米制程，这套设备之所以引人瞩目，在於不同 以往的「乾式」制程，而是「湿式」机台。过去乾式曝光显影是在无尘室中，以空气为媒 介进行，透过光罩在晶圆上显影；而浸润式微影则是以水为透镜，在晶圆与光源间注入纯 水，波长光束透过「水」为中介，会缩短成更短波长，得以刻出更精密晶片。就是这项发 明，让半导体的摩尔定律得以朝 45 奈米制程之后沿续。 时间回溯到 2002 年，林本坚受邀参加一场国际光电学会技术研讨会，会中他发表这项发 现，语惊四座，因为当时的半导体设备商多研发焦点放在如何延续乾式机台的生命，并已 耗费数十亿美元进行开发。林本坚的理论无疑是在业界投出一颗炸弹，但经过他无数研讨 会努力奔走、寻找与设备商合作，最后，台积电在 2004 年与 ASML 共同完成开发全球第 一台浸润式微影机台，让业界在震惊之余也刮目相看。 如今，浸润式显影不但是英特尔（Intel）等半导体龙头、设备商所认定的跨入 45 奈米制 程之后的解决方案，也已正式纳入国际半导体蓝图架构成为主流。回顾过去林本坚提出的 「一滴水」理论，过了 5 年，台积电终於将在 2007 年下半正式用来量产。林本坚的「微 物」论改变的半导体技术的进展，也改变由晶片所驱动的世界，现在的他，则投入 22 奈 米制程之后设备研究，不同的是，这次灵感来自「天空」。 林本坚说，22 奈米制程之后多重直接式电子束（E-Beam Direct Write）将是最佳解决方案， 他说，航太工程的演进给了他许多灵感，他巧妙地比喻，现在许多设备商投入的 EUV 设 备就像是太空梭一样成本太昂贵，又不适合载客，E-Beam 就是向不需要飞行跑道的直升 机，可以直接空降在晶圆上，灵巧又符合成本效益。看来「一沙一世界、一奈米一宇宙」 这句话用在他身上再洽当也不过了。 张忠谋的爱将林本坚让台积电在未来八年技术领先 未来半导体发展关卡在微影技术，全球专精此技术的不超过十人，林本坚是其中排名很前面的一位， 他的一九三奈米浸润式微影，改写了全世界半导体的微影蓝图。 「就是这个光！」台积电微制像技术发展处资深处长林本坚，一生都在追求心目中最理想 的光，他利用(光)波长的变化，不断改写半导体的历史。 十一月初，台积电正式启用全世界第一台一九三奈米「浸润式微影技术」(Immersion Lithography)机台，正式跨入六十五奈米线宽世代的生产。这项技术的突破让将台积电 足以一口气跳跃成长三个技术世代，也让全世界半导体产业把这项技术列为今后六十五、 四十五及三十二奈米线宽制程的主流。也就是说，台积电在二○一二年前都将保有这项技 术领先的位置。 十月初，美国《新闻周刊》才以「浸润在水里的晶片」为题，指出台积电利用浸润式技术， 晋升至一线晶片制造商行列，令台积电设计能力足够和ＩＢＭ及英特尔等半导体厂商并驾 齐驱。美林证券亚太区半导体首席分析师何浩铭(Daniel Heyler)更表示，台积电走在晶 片产业的最前线。 去年七月，台积电董事长张忠谋为鼓励创新，颁发「创新奖」给研发有功人员，排名第一 的林本坚，因为这项让台积电奈米技术三级跳的成就「拿了一大笔奖金」。奖金有多高？ 林本坚神秘地笑说无法透露，但已足以说明张忠谋对他的器重。 林本坚很小就展现对光学的兴趣，十三岁母亲将一台老式六Ｘ九相机送给他，他利用相机 的成像原理，把它改成一台放大机，「我把父亲的照片放上去，又弄一个玻璃片，画了胡 子，两张叠在一起，就合成出爸爸长胡子的照片。」他呵呵笑出来，眼神闪出年少神采， 口音里流露出一股绵软柔细的越南尾韵。 六Ｘ九相机 开启光学少年的探索兴趣 他出生於越南，在西贡附近的堤岸市长大，家境优渥。父亲是当地英文中学校长，外祖父 是船商，他在越南受过完整的华侨教育。高三那年，他独立一人远渡来台就读新竹中学， 隔年考上台大电机系。台大电机时代，林本坚特别著迷结合物理和数学的电磁波学，后来 他到美国俄亥俄州立大学投入於当时新兴雷射研究。到他攻读博士，全像学(Holography， 雷射光立体摄影术)当红，他站在这股浪潮上，一头栽入。全像学可以将三度空间里每一 点的资料录下来，包括能完整保存光的绕射(diffraction)所有资讯，他以全像学完成博士 论文。 林本坚很能掌握到这些绕到背后的光线，这些精确掌握的能力令他在ＩＢＭ从事微影技术 研究时，如鱼得水。他那时常想，自己穷一生之力，都买不下这些昂贵的超级电脑，於是 他像得到宝物似的每天实验、运算，使他得以自发开发很多电脑模拟程式。 他太太回忆著，那时他们大女儿才刚出生不久，林本坚却常下班回家吃完饭，又匆匆回研 究室，他整个心思被光的追求填满，内心燃烧的欲念不断驱动他前进。他自己都说：「有 一次我做实验，一直做，忽然发觉外头怎麼车声人声很吵，原来不知不觉天就亮了。」 ＩＢＭ期间 养成凡事领先的个性习惯 一九七○到一九九二年林本坚在ＩＢＭ工作期间，他带领团队研发出一微米、○?七五微米、 ○?五微米的光刻技术，每一步跃进在当时都是世界第一。林本坚说：「我们在ＩＢＭ做研 究，我们一定要比世界早几步。ＩＢＭ就是有这种『坏习惯』，凡事要领先，我自己也是 这种个性，才会在ＩＢＭ待这麼久。」总计至今，他发表论文六十三篇，获美国三十五项 专利。 今年六十二岁的林本坚，他的人生彷佛是由很多「超前」的纪录所累积而成。一九七五年， 他做出当时光刻技术最短波长的光线，「那时没有人知道怎麼叫它，我把它叫『深紫外 线』(Deep UV)的光线，」这种由林本坚命名的光线，直到三十年后的今天仍被广泛应用， 变成光刻显影技术的主流。一九八六年，林本坚就认为微影技术要再发展下去，就必须从 乾式转向浸润式(Immersion)微影技术。 用浅显的比喻来说，「浸润」就像我们在水里游泳时，不戴蛙镜直接把眼睛睁开，因为光 波改变，我们所看到的世界完全便不同。林本坚在原本一九三奈米乾式微影镜头前上一层 一公厘至二公厘的水，让光波变小。光波越小解析度就越强，刻出的电路越精密，制造出 的晶片也就越小，让半导体产业继续往摩尔定律前进。 两年前，全世界半导体界工程师发现一五七奈米波长的光刻技术(Optical lithography) 已经走到山穷水尽，当时，半导体设备厂商投下超过十亿美元在一五七显影设备上，在光 源、显影剂、光罩及蚀刻材料花费钜资大幅翻新，但却始终困难重重，因为光束无法在晶 片上精确定位，不能蚀刻出有效的电路。 走不同的路 善用一九三奈米波光的魔术 面对一五七奈米波长技术「撞墙」的局面，领导世界「光刻」界长达三十年的「Burn Lin」(林本坚的英文名字)认为与其拚命往一五七奈米波长去钻研，倒不如回头善用一九 三奈米波长的光。只是这里要玩一点光的魔术，才能追求到他要的光线，就像把筷子插入 玻璃杯，水里的筷子立刻折弯的物理现象，林本坚发现一九三奈米波长的光线，透过水的 中介，就能让它缩短至一三四奈米，远低於一五七奈米波长。 但当时世界主要半导体大厂钱都砸了，头都剃了一半，便一股脑儿地往一五七奈米看，想 在这块技术岩盘里，继续破凿出一条血路，於是林本坚的话，没有多少人听进去。 但两年前，一场神奇的转捩点发生了。当时林本坚受邀远赴比利时参加一场以一五七奈米 为主旨的研讨会，原本大会只是找他去讲浸润原理「点缀」一下，没想到轮到他发表演说 时，却上演了一场木马屠城记。他对著会场二百多位半导体业者清楚运算出，「一九三奈 米光波，透过水的折射率一?四四，我把它一除发现，唉呀，不得了，我找到了一三四奈 米波长的光波，大家听到一三四，全都睁大眼睛。之后，大家把原本讨论的一五七奈米都 丢一边了，全部围绕在一九三浸润式的话题上。」 如今随著一九三奈米浸润式微影机台的进驻，台积电也首次主导业界规格，原本ＩＢＭ及 比利时微电子研究中心(ＩＭＥＣ)等十家已订购一五七乾式机台的国际半导体厂，全数退 单，跟进台积电，改订一九三浸润式机台。 这些年来，频频奔走於国际研讨会，以传教士精神鼓吹浸润式技术的林本坚，看到现今的 成果，也不觉露出浅浅的、谦逊的微笑，证明他过去几年的努力没有白费。 「以前我一直以为水到一九三奈米光波就死了，没想到它到一九三还没死，而且透光度很 高；不只透光度高，折射率反而变好。就在水将死未死的边缘，是它最好的菁华。」在林 本坚眼中，「水」像被赋予生命一样，有死有活。 浸润式技术 让台积电先驰得点 「水是一个大神迹，水在摄氏四度时密度最高，到零度结冰时浮到水面形成保护层，让冰 下的鱼不致被冻死，这是个大神迹。」十四岁就信仰上帝的林本坚更有一种奇特的「半导 体神学观」∶「用在一九三奈米，水的折射率在这波长特高，又非常透光，而且水被半导 体工业广泛使用，没有阻力。是神救了鱼之后，照顾半导体工业的另一神迹。」

虽然研究的是科学，但林本坚十分感性，他是一位感性和理性挥洒自如的人。他年少时就 学小提琴，热爱音乐的他在家还会一时兴起高歌一曲。他说：「如果将音乐与浸润式微影 类比，好比我拥有一片音质非常好的ＣＤ，也有最好音响，可是只有普通的喇叭，我的耳 朵还是听不到最好的音质。浸润式所用的水就像音质优美的喇叭，让声音表现最佳状 态。」 台积电资深研发副总蒋尚义说：「半导体往下的瓶颈在於微影技术，但全世界懂得微影技 术的不超过十个，林本坚是排名很前面的一位。」他一九九七年接任台积电资深研发副总， 就一直想找个科学家来领导台积电微制像处，寻觅两年，才找林本坚。蒋尚义还未见到他 本人时，就听说他过人的精算能力。七年前有家国际性大厂的微影技术机台一出来，林本 坚测试一番后，很快计算出这个机台一年多后将达到产能极限。后来果然如他所料，让厂 商也不得不佩服他的精算能耐。「原本，张董和我都还不晓得林本坚这麼厉害，但最近， 我们发现他真是越来越厉害了。他一九三浸润式的方法，改写全世界半导体微影蓝图，产 业界为了开发一五七奈米花了几十亿美元，但是因为他，这几十亿的美元全像倒在海里去 了，没有了。」林本坚无论到哪里都随时开著两台电脑交互运算著，他的脑海则像第三台 电脑，永远在思索这两台电脑外的第三种答案，「遇到一个困难，你要有辨别的能力，不 要像愚公移山一直移下去，你要思考这个困难是你的机会，还是你的累赘。大家都去愚公 移山，这条路就转不了，绕道前进也是一种解决方案。」 当全世界半导体研发团队都以为只有一五七能做时，林本坚却逆向操作，回头将一九三改 以浸润方式来突围，打开这扇方便法门，台积电果然先驰得点。 林家玄关挂著一张四十年前密西根河水一景的老照片，初看以为是一幅印象派油画，仔细 端详才知，他刻意将照片上下颠倒，让画面上方布满河水倒影，结果产生意想不到效果。 在半导体界，林本坚也是别出心裁，扮演光和水的魔术师，找到光水合奏的最理想状态。 林本坚小档案 出生： 1942 年 学历： 台大电机系学士、美国俄亥俄州立大学电机硕士、博士 经历： IBM研发部经理、领创公司负责人 现职： 台积电微制像处资深处长 获奖： 2002 年 获选国际电机电子工程师学会 IEEE Fellow 当选国内「十大杰出工程师」 2003 年获选国际光电工程师学 SPIE Fellow 2004 年获首届Frits Zernike 终身成就 奖、台积电创新奖 一九三奈米浸润式微影技术 微影技术原理类似照相机，波长越短，在晶片上蚀刻的电路就越精确。可是当光源波长由 一九三降至一五七奈米时，却产生了瓶颈，除了镜头品质不稳，导致良率很低外，也没有 办法找到适合的光阻材料。种种困难下，就凸显水浸润的优越之处。 所谓「浸润」指的是在光源与晶片间加入水做为缩短光波的介质。光源波长一九三奈米， 经过水的中介，水在此时的折射率为一?四四，恰好是林本坚眼中「水将死而未死的菁华 地带」，折射率高、透明度好，光源一九三奈米光波到了水里，可微缩到一三四奈米，远 低於一五七奈米乾式微影机台波长。 冲破晶圆制造瓶颈的一滴水 藉由水的协助，让半导体业者得以在不更动现有制造流程的情况下，制造出更小、更快的晶片。 物理学家阿米西（Giovanni Battista Amici）曾在义大利佛罗伦斯的实验 室里，把一滴液体加在标本上方，藉此改善显微镜的成像品质。现在， 过了 165 年，全球的半导体产业才准备好要采纳阿米西的创新技术。把 晶片浸在浅薄的液体层中，制造出的电路线宽，可望媲美病毒大小。 19 世纪与 21 世纪相遇了，这种旧瓶装新酒的办法，恰好可做为摩尔知名论文发表 40 周年 的大礼。身为英特尔创始人之一的摩尔，就是在 40 年前，发表了半导体产业最举足轻重 的技术论文：〈在积体电路上置入更多的元件〉。摩尔预测晶片上的电晶体数量，每隔 12 个月就会倍增（之后修改为每 24 个月）。这项预测后来变成了铁律，就好比一条自然法 则，只要晶片的性能无法持续每两年达到指数成长，半导体产业似乎就会蒙受某种未明、 但肯定悲惨的伤害。 有关新一代晶片制造技术的种种计画，陆续撞上了看似难以克服的障碍，若非水的出现， 晶片技术的进展早已跟不上摩尔定律的脚步了。2002 年，晶片制造商与供应商，在发展微 影技术机台时，都未能跨越关键的里程碑。微影技术机是全世界最精密的照相机，可把电 路的影像投射在覆盖於矽晶圆上的光阻剂，然后，用显影剂移除曝光的部位，再由蚀刻药 剂把电路刻到晶圆上，之后晶圆即可被切割成一个个晶片。 想缩小晶片上的电路，最常见的方法包括缩短光波波长，使机器能在晶圆上投射出较小的 电路。微影技术工具的制造商，在制作可投射 157 奈米波长机台的过程中，遇到无数困难。 要从一代微影技术升级到新一代，必须采用全新的雷射、光罩（镂空板，可让雷射在晶圆 上投射出电路样式）、可缩小影像与曝光位置的透镜，还有光阻剂。但是在 157 奈米之下， 仪器制造商无法以氟化钙琢磨出合适的透镜，要不是缺陷太多，就是像差太大，无法在晶 圆上清楚成像。IBM 微电子先进微影技术开发部门资深经理龚巴（George A. Gomba）就 指出：「材料品质与制造量都面临重大的问题。」 2002 年夏天，在半导体研究联盟（Sematech）主办的 157 奈米微影技术的研讨会上，这个 技术出现重大进展。全球第一大晶圆代工厂台积电的资深处长林本坚（Burn J. Lin），在 会中发表有关浸润式微影技术（immersion lithography）的演说。这项技术源自阿米西的创 意，早在 1980 年代任职於 IBM 时，林本坚就已经开始研究。他原订在会中讲述浸润原理， 说明某种黏稠的机油在 157 奈米技术上的可能应用。不过他整个演讲却都在解释，为什麼 微影技术在 157 奈米下不可行，并力主业界应该把焦点放在如何将浸润技术运用於 193 奈 米机台上，也就是前一代既有的微影技术设备。 193 奈米的微影技术机台早已历经时间的考验，晶片厂可把重点放在这个尺度的浸润技术 上，藉以提高解析度，使 193 奈米机台真能胜过 157 奈米机台所应达到的精细度。林本坚表示：「这种想法大概吸引了全场听众的注意，因此他们也就原谅我说 157 奈米技术的坏 话。」水对於波长 193 奈米的雷射光来说是透明的，但对於 157 奈米波长的光波来说就不 是了。水可让微影技术机台保有较大的数字孔径（numerical aperture），这是区别细部影 像的关键因素，因此可提高解析度。水也能改善焦深，也就是当光阻剂上的影像具有可接 受的清晰度时，镜头与影像之间的距离。先进的晶片制造过程特别注重焦深，因为晶圆表 面上最细微的不平整，都可能会破坏成像。 林本坚的演说带来了挑战。193 奈米的浸润式微影技术可能成为现有技术的延伸，因此或 许不必再花上 10 年或更久的时间，就可研发出使用不同波长光波的微影技术仪器。然而， 浸润研究的偶然出现虽然可回溯到 1980 年代，但没有人知道这项技术是否可行。泼洒在 晶圆上的水，也可能引发大灾难。当机台上的晶圆以每秒 50 公分的速度移动时，其间形 成的微气泡可能损及晶圆上的成像。 2002 年 12 月，半导体研究联盟召开研讨会，100 多位来自仪器与晶片制造公司以及科学 界的研究员齐聚一堂，列出他们认为浸润式微影技术堪虑的事项。研讨小组认为这项技术 若想成真，必须先克服 10 项基本障碍，包括：模拟水对镜头与光阻剂的可能伤害，并且 了解水真正的基本物理特性等。波长 193 奈米的光波在水中的折射率，目前只测量到小数 点以下两位。半导体研究联盟资深会员、同时也是这些早期会议的主持人特里布拉 （Walter J. Trybula）表示：「大家都同意，我们必须得到小数点以下五位、甚至可能是六 位的数据。」折射率为光波在真空与介质（如水）中的速度比，基本上可测量出水或其他 介质改变光波前进方向的能力，也是决定数字孔径的重要参数。 应用浸润式微影技术，可以在 晶圆上投射出更微小的电路， 但是水里的微气泡会使电路的 完整性受到破坏。 气泡的行为是另一项未知因子，但目前已有工 作小组针对这个问题展开研究。先进微影技术 的研究重镇——美国麻省理工学院林肯实验室， 目前正在研究冷冻乾燥后的奈米级气泡。较大 的微气泡也可能造成伤害。林肯实验室研究员 斯威基斯（Michael Switkes）表示：「我们正 在研究，如何让水流过成像机台下高速移动的 晶圆，而不产生气泡。」结果显示，事先去除 气体的纯水可能预防气泡生成，达到技术规格的要求。 2003 年 7 月，半导体研究联盟再度针对浸润式微影技术召开研讨会，吸引众多与会者前往 IBM 的阿马丹研究中心。经过六个月的模拟与实验，10 项技术障碍全部可望获得解决。 半导体研究联盟浸润式微影技术策略的专案经理格伦维尔（Andrew Grenville）指出：「我 们原先担忧的所有重大议题，到头来都是可解决的。」研发的脚步越发加快了。2003 年 12 月，荷兰微影工具制造商艾司摩尔推出浸润式机台的原型；到了 2004 年底，IBM 推出 一批实验性微处理器，最小线宽已达 90 奈米。浸润技术的应用，加上微影技术人员口中 的「花招」（比如改变光波的相位），使得虽然实际使用的光波波长为 193 奈米，但投影 出的线宽却只有 193 奈米的几分之一。IBM 的龚巴表示：「基本上我们认为：『这是可接 受的』。」其他工具制造商、晶片厂与学术单位起而效尤，也纷纷展示新的产品与微影转 印技术。

浸润式微影技术可能在 2009 年达到量产，届时，积体电路上电晶体之间的距离， 可能大幅缩小到 45 奈米，比 C 型肝炎病毒的宽度还要小。 在镜头与晶圆之间的空隙中填满水，可提高 晶片制造微影技术工具的解析度。雷射光为 了要投射出最小的电路线宽，会以极斜的角 度穿透镜头，如果遇到空隙中的空气，很容 易就会被反射回去（左图）。反之，光线若 以相同的角度遇到水就会发生偏折，因此可 抵达焦点（右图）。浸润式微影技术也能改 善焦深，也就是成像清晰的状况下，从镜头 到影像之间的距离。 水所促成的新技术，是史上推出时间最短的新型微影技术之一。也因为水，半导体产业才 不致与摩尔定律脱节。新一代晶片的推出时间已经延迟两年了，众人期待已久的高画质录 放影行动电话也因此延宕。业界在 157 奈米微影技术上的投资，估计已超过 20 亿美元， 但浸润技术的出现，却为它写下终结的命运。157 奈米微影技术目前已被搁置。佳能公司 资深研究员威尔（Phillip M. Ware）表示：「这个技术已经死翘翘了。」佳能与尼康、艾 司摩尔并列三大微影技术制造商。 研究人员目前也在观望，浸润原理是否能应用在 2011 年那一代的晶片上，使电晶体的间 距缩小到 32 奈米。想达成这个目标，必须配合新型镜头与化学添加剂，也就是某些人所 戏称的色素果汁涒 ool-Aid 荂 C 这种添加剂可提高水的折射率，使机台保有较大的数字孔 径。在今年 3 月的一场光学工程会议中，美国罗彻斯特理工学院的史密斯（Bruce W. Smith）与同事提出了「固体浸润式」微影技术，让蓝宝石镜头直接与光阻剂接触。这种 技术可望使 2015 年的晶片，进入 25 奈米制程。 果真如此，全球第一大厂商英特尔所支持的技术，将在微影技术员的巧思之下遭到封杀。 英特尔原本企图终结传统的晶片制造流程，甚至可能终止摩尔定律。众所周知，极紫外光 微影技术（EUV）可把 13 奈米波长的光波投射到一连串的多层膜面镜上，以缩小晶圆上 的成像。在这个波长之下，透镜无法作用，因为物质并无法透光。某些 EUV 技术早在 「星战计画」时期就已经开始了。 原本在 100 奈米制程中，就应当运用 EUV 制造晶片，但浸润技术与其他进展，却把 EUV 商业应用的日子越推越远。在 3 月那场光学工程会议当中，有两位主题演讲的讲者预测， 英特尔所支持的技术将因为成本考量，以及雷射与物质所面临的挑战，而永无量产之日。 这两位分别是美国史丹佛大学电机教授皮斯（R. Fabian Pease），与德州大学奥斯丁分校 的化工系暨化学系教授威尔森（C. Grant Willson）。威尔森同时创立了推动 EUV 替代方 案的公司，他在访谈中表示：「依我所见，EUV 不可能带来获利。」 业界已在 EUV 上投资数十亿美元，如果这项技术真的被放弃，命运就和 X 光微影技术一 样。X 光微影技术由 IBM 主导，采用同步加速器生成的辐射线，IBM 与美国国防部高等 研究计画署已经投下超过 10 亿美元的资金。事实上，在电磁波谱上，EUV 的波长与 X 光 相去不远。由於波长略大，EUV 技术原被称为「软 X 光」投射微影技术，直到「X 光」 开始被视为研发的无底洞之后，才更名为 EUV

早就听说荷兰这个公司强。别看韩国有三星，台湾有台积电，但设备都是这个荷兰公司的。