Das Fotolithografiegerät wurde 1822 vom Franzosen Nicephore niepce erfunden. Zunächst entdeckte Nicephore niepce eine Art Abdruck, der nach einiger Zeit auf der Glasscheibe eingraviert werden konnte, wenn er dem Sonnenlicht ausgesetzt wurde , werden die lichttransparenten Teile sehr hart, die undurchsichtigen Teile können jedoch mit Kolophonium und Pflanzenöl abgewaschen werden.
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Lithographiemaschine (Lithographie), auch bekannt als: Maskenausrichtungsbelichtungsmaschine, Belichtungssystem, Lithographiesystem usw., ist die Kernausrüstung für die Herstellung von Chips. Es nutzt eine dem Fotodruck ähnliche Technologie, um die feinen Muster auf der Maske durch Lichteinwirkung auf den Siliziumwafer zu drucken.
Wer hat die Lithografiemaschine erfunden? Im Jahr 1822 entdeckte der Franzose Nicephore Niepce eine Markierung, die auf dem Glasstück eingraviert werden konnte Bei längerer Sonneneinstrahlung wird der lichtdurchlässige Teil sehr hart, der undurchsichtige Teil kann jedoch mit Kolophonium und Pflanzenöl abgewaschen werden. Obwohl die Fotolithographiemaschine schon früher erfunden wurde, wurde sie nach ihrer Erfindung nicht in verschiedenen Branchen eingesetzt. Erst im Zweiten Weltkrieg wurde die Technologie auch auf Leiterplatten angewendet Die Herstellung von Kupferschaltungen auf Kunststoffplatinen hat dazu geführt, dass Leiterplatten in kurzer Zeit zu einem der wichtigsten Materialien in vielen Bereichen elektronischer Geräte geworden sind.
Heutzutage sind Fotolithographiemaschinen zu den wichtigsten Produktionsanlagen für die Halbleiterfertigung geworden und haben auch das Symbol der horizontalen Technologie im gesamten Halbleitermarkt bestimmt.
Welche Technologien werden zur Herstellung von Lithografiemaschinen benötigt?
Das Herstellungssystem von Lithografiemaschinen ist sehr komplex, und zwei Punkte sind entscheidend, nämlich Präzisionsteile und Montagetechnologie.
1. PräzisionsteileFür die Herstellung einer Fotolithographiemaschine sind Zehntausende Präzisionsteile erforderlich. Im Allgemeinen erfordert die Herstellung einer Lithographiemaschine etwa 80.000 Präzisionsteile, und die fortschrittlichste Extrem-Ultraviolett-Lithographiemaschine der Welt erfordert derzeit mehr als 100.000 Herstellungsteile. Eine komplette Fotolithographiemaschine umfasst mehrere Komponentensysteme, hauptsächlich einschließlich Belichtungssystem, automatisches Ausrichtungssystem, komplettes Maschinensoftwaresystem usw. Das Belichtungssystem umfasst unter anderem das Beleuchtungssystem und das Projektionsobjektiv.
Unter allen wichtigen Präzisionsteilen, aus denen die optische Technologie besteht, können optische Linsen, optische Lichtquellen und Doppelwerkbänke als Kernelemente bezeichnet werden.
Eine optische Linse mit einer hohen numerischen Apertur bestimmt die Auflösung und die Fehlerschwellenfähigkeit der Lithographiemaschine. Die Auflösungs- und Registrierungsfehlerfähigkeiten sind für eine Lithographiemaschine von entscheidender Bedeutung. Die einzige Linse, die von der weltweit fortschrittlichsten EUV-Extrem-Ultraviolett-Lithographiemaschine verwendet werden kann, ist die von Zeiss hergestellte Linse.
Die Wellenlänge der in der optischen Lichtquelle des Lithografiegeräts enthaltenen Lichtquelle ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der industriellen Leistungsfähigkeit des Lithografiegeräts. Besonderes Augenmerk muss darauf gelegt werden, dass die von der Lithografiemaschine benötigte Lichtquelle die Eigenschaften geringer Größe, hoher Leistung und Stabilität aufweisen muss.
Zum Beispiel hat die Lichtquelle der EUV-Lithographiemaschine eine Wellenlänge von nur 13,5 Nanometern und das verwendete optische System ist äußerst komplex.
Das in der Lithografiemaschine erforderliche Werkbanksystem kann die Genauigkeit und Produktivität der Lithografiemaschine während des Betriebs beeinträchtigen, und der damit verbundene umfassende technische Aufwand ist sehr hoch. Da diese Art von Werkbank Siliziumwafer trägt, kann sie während des Betriebs der Lithographiemaschine eine Reihe hochpräziser Bewegungssysteme ausführen, darunter das Laden und Entladen von Wafern, die Ausrichtung, die Messung der Feldoberfläche, die Belichtung usw.
2. MontagetechnikEine Fotolithografiemaschine benötigt nicht nur Präzisionsteile, sondern auch die Montagetechnik dieser Teile ist entscheidend. Wenn alle Teile fertig sind, wirkt sich der anschließende Montageprozess direkt auf die Betriebsleistung einer Fotolithografiemaschine aus. Heutzutage ähnelt der Produktionsprozess des niederländischen Unternehmens ASML (chinesische Übersetzung: ASML), dem Haupthersteller von Lithografiemaschinen, im Wesentlichen eher einem Teilemontageunternehmen, da fast 90 % der Komponenten, die ASML zur Herstellung von Lithografiemaschinen benötigt, von bezogen werden Auf der ganzen Welt verfügt das Unternehmen über mehr als fünftausend Lieferanten weltweit.
Mit anderen Worten, ein wichtiger Grund, warum ASML in der Lage war, andere Konkurrenten in der Herstellung von Fotolithographiemaschinen wie Nikon und Canon in Bezug auf die Technologie zur Herstellung von Fotolithographiemaschinen zu besiegen und damit eine führende Position auf dem globalen Markt für die Herstellung und den Vertrieb von Fotolithographiemaschinen einzunehmen, ist dass es leistungsstark ist.
Ein starkes Unternehmen für die Montage von Fotolithografiemaschinen muss über eine Vielzahl qualifizierter technischer Mitarbeiter und verschiedene geistige Eigentumsrechte für die Montage verfügen, damit es klar verstehen kann, wie verschiedene Präzisionskomponenten zusammengebaut werden, und dann seine qualifizierten Abläufe und Systemkenntnisse schnell und genau einsetzen kann Herstellung einer Fotolithographiemaschine.
China hat nach fast zwei Jahrzehnten wichtiger technologischer Durchbrüche große Fortschritte in der Technologie von Fotolithografiemaschinen gemacht.
Was die Doppelwerkbank der Lithografiemaschine betrifft, so hat die von China Huazhuo Jingke und dem Team der Tsinghua-Universität gemeinsam entwickelte Doppelwerkbank das Technologiemonopol von ASML gebrochen. Dies gilt auch für die synchrone Lichtquellenausrüstung und die optische Linsentechnologie der Lithografiemaschine entwickelt vom Harbin Institute of Technology und anderen Universitäten. Es hat durch engagierte Forschung von bekannten wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen im ganzen Land eine schnelle Entwicklung erreicht.
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