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阉割版的出口光刻机,全部采用石英透镜。

石英有良好的光学性能,化学性能也很稳定,光科技运转的时候,能保证紫外光传输稳定。。 石英透镜技术,早在五十年代就出现了。

鉴于制造技术,石英透镜多为球形或圆柱形,加工简单,能保证加工精度。 实践中。

也有人把石英透镜制造成非球面形状。 用在一些精度需求不高的地方。

光刻机精度要求高。

只有球面和柱形石英透镜才能满足精度要求。

石英透镜技术从五十年代出现, 一直用到七十年代,中间有多次改良,改良幅度都不大。 仍然是以球面和柱状为主。

石英透镜制造简单,缺点也“零六零”十分明显。 首先。

使用石英透镜,容易引起球差、慧差和像散等光学问题,这些问题会造成成像失真,影响光刻机性能。 限制了芯片精度。

同时。

因为石英透镜是球面状的,或者是柱状的,造成焦点深度相对较浅。

焦点深度和清晰成像范围成正比,焦点深度越浅,精细成像范围越小,限制了光刻机的性能。 其次。

石英透镜工艺局限和设计局限,限制了它的最小加工精度。 是用石英透镜,最小精度都是微米级。

除非有革命性的加工工艺进化,或者换一种材质的透镜。 否则。

加工精度突破不了微米。

第三就是加工精度限制。

石英透镜表面是圆形的,或者是援助型的,看起来很圆滑。 实际从微观角度观察,很难做到标准的圆。

肉眼看不出来,因为肉眼的精度有限,可一旦用在光刻机上,精度到微米级别,影响就很大。 会导致成像不稳定,导致光学畸形。

出口的阉割版光刻机,用的都是石英透镜,因为成像不稳定和光学畸形,废品率就会很高。 废品率高。

成本分摊到成品上。

造成芯片的成本普遍偏高。

第三是石英的光学折射率相对较高。

折射率高,就会产生折射效应和衍射效应,会造成成像模糊,在一定程度上影响精度。 即使是这样。

对其他国家来说。

龙国出口的光刻机已经是非常先进,精度非常高,是他们短时间内难以企及的,不得不进口。 要是有自我研发能力还好。

要是没有自我研发能力, 一直以来进口,就会严重限制他们的工业发展,发展速度严重落后。 龙国自己用的第一代光刻机,用的也是石英透镜,但加工技术不一样。

用的是抛物面透镜技术。

通过非球面镜改善相差,相比球面镜,柱镜片,抛物面透镜有更高的精度。

抛雾面透镜技术,相比球面透镜技术,复杂很多,加工难度高很多,加工成本也跟着上升。

导致抛物面透镜比球面透镜贵很多。 同时。

抛物面透镜也不完美。

非球面,光线在进入透镜的时候,折射角度会有所变化,会导致曝光区域的光强度分布不均。

导致图案畸形,或者不完全曝光。 这些都会影响光刻机的精度。

比抛物镜技术更先进的技术是布拉格透镜技术,能制造出一种有周期性变化折射率的光学元件。

这种技术出现在八九十年代。 制造技术更复杂。

成本更高。

万兴邦没有采用布拉格透镜技术,而是采用了更先进的非球面透镜技术。

万兴邦穿越之前,在繁华年代,最先进的光刻机使用的透镜,用的技术就是非球面透镜技术。 相比传统透镜。

非球面透镜技术优点很多,全方位超越传统透镜。

第二代光刻机的技术,不仅在六十年代是领先的,就算再过五六十年,很多技术也不过时。 同时。

第二代光刻机采用了接触式近场光刻技术。

而第一代光刻机,包括出口的阉割版,用的都是远场光刻技术。

远场光刻技术缺点非常明显。 首先受光的衍射限制。

应用远场光刻技术的光刻机,精度根本达不到纳米级别,造成传统光刻机无法应用在纳米领域。 也处理不了特征尺寸非常小或非常大的图案...

罪魁祸首就是光的衍射!

在加工特征尺寸非常小的图案的时候,由于光的衍射效应,造成分辨率有限,无法准确复制小尺寸结构。

加工特征尺寸非常大的图案的时候,又因为投影范围有限,无法覆盖足够大面积,也无法准确复制大尺寸结构。 其次是成本高。

传统光刻机因为技术限制,对原材料要求苛刻,符合加工条件的原材料价格一般都比较贵。 增加了加工成本。

刨除远场光刻技术的缺点。

第一代光刻机和出口阉割本光刻机,还有第二个致命缺点,就是加工的周期比较长。 处理复杂图案的时候,需要多次对准,多次曝光。

就延长了加工周期。 增加了时间成本。

要是芯片需要多层结构或多个工艺,加工中心还会进一步延长,导致加工的时间成本更高。

第三个缺点是对使用环境的要求。

传统光刻机需要洁净的加工车间,以保证光刻胶和样品不受污染,就需要高规格的加工车间。 高洁净度车间的成本,也会经常在加工成本内。

进一步增加了芯片的成本。 同时。

第一代光刻机和出口版的光刻机,维护也相对复杂,也变相增加了芯片成本。 总的来说。

0.0 第一代光刻机和出口版光刻机,加工精度低,加工成本高,操作不方便,维护起来也很复杂。 注定了第一代和出口版肯定会被淘汰。

但肯定不是现在。

第二代光刻机采用的近场光刻技术,把光刻胶和掩膜之间的距离,缩小到只有光波长的尺寸。 距离近。

更易实现高分辨率。

更容易提升加工的精度。

尽管近场光刻技术精度已经很高,万兴邦还是不太满意。 其一。

近场光刻技术复杂度高,操作难度大。

需要高精度探针,或者接触式探头,对控制和操作的精度要求也很高。

高精度探针制作难度大,成本高,对制造工艺和设备要求有些苛刻,这还只是其中一个缺点.

近场光刻技术的第二个缺点是速度! 这才是万幸帮最在意的。

近场光刻技术工作的时候,需要逐点或逐行转移,相比接触式光刻机技术,速度肯定慢很多。。 这是机制上的问题。

不是光改善其他技术就能追上的。

逐点或逐行转移的加工机制,对于需要通量高和大面积图案的,适用性很低。 而这是未来的趋势。

未来的芯片越来越复杂,需要的通量越来越高,也会越来越大,普通近场光刻技术逐渐过时。 同时。

近场光刻技术由于自身短板,对加工芯片的尺寸和形状也有一定限制。

在加工一些特殊芯片的时候,速度更慢,效率更低,还会降低成功率,增加芯片的制造成本。

这些都是内因。 还有外因。

近场光刻技术对操作者的要求很高,因为需要12高精度调整和控制。 这就要求对操作者进行严格培训。

培训的成本,最终也会加到芯片的成本上。

而且一旦出意外,操作员出了问题,想临时调其他操作员过来根本不可能,因为要求太高了。 对此。

万兴刚想出改进的办法。

使用接触式近场光刻技术弥补短板。

直到万兴邦穿越之前,繁华年代的光刻机,使用的就是接触式近场光刻技术。 是他知道的。

最先进的光刻技术。

刚下线的第二代光刻机,无论透镜技术,还是光刻技术,都超越了时代,达到繁华年代的标准。

接触式近场光刻技术,就是近场光刻技术的改良型。

借助接触探针,或者探针阵列,与光刻胶直接接触,把复杂的图案转移到光刻胶上。

零距离接触,排除其他干扰,能实现更高的分辨率,更快的转移速度,以及更高的可靠性。 稳定性。

尤其是用于高精度和通量高的应用。

远远超过第一代光科技的分辨率限制,在分辨率方面实现了质的飞跃。

在纳米制造、生物学和光学等领域,都有着非常广泛的应用前景,也是多个领域发展的前提。 要是没有高精度芯片,很多领域是发展不起来的。

“接触式近场光刻技术,相比传统的近场光刻技术,最少能提升百分之三十到四十的加工速度。” “节约时间成本,同时能提高精度,提高成品率。”

“第二代光刻机技术,就算一直用到本世纪末,也不会落后,其他国家也根本没机会赶上来。” 万兴邦有这个自信。

因为他拿出来的技术, 一方面来自记忆, 一方面来自系统,两者融合,超越这个时代。

“只要给我一点时间,有了第二代光刻机,无论是奔腾d 处理器,还是酷与双核处理器,我都能弄出来。” 万兴邦回忆起前世的科技。

他可不是盲目自信。

这两种处理器,原来的历史轨迹中,都是两千年之后才出现的, 一个是零五年, 一个是零六年。 这两种处理器的出现,都依赖于光刻机。

刚下线的第二代光刻机,达到了能生产两种处理器的水准,某些方面,甚至远远超过这个水准。 比如光刻胶。

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