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你不知道的4大考量,ASML微影设备即使无尘室内运

来源:数字与缩微影像 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-02-17
作者:网站采编
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摘要:全球半导体微影技术厂商艾司摩尔(ASML),因为其所生产的微影设备已经在半导体先进制程中成为不可或缺的重要关键。尤其其中的极紫外光刻设备(EUV)更为芯片代工龙头台积电与竞

全球半导体微影技术厂商艾司摩尔(ASML),因为其所生产的微影设备已经在半导体先进制程中成为不可或缺的重要关键。尤其其中的极紫外光刻设备(EUV)更为芯片代工龙头台积电与竞争对手三星在作业上的重点。而且,还因为美国扩大对中国华为的禁售令限制,在当前中国无法取得EUV设备的情况下,使得华为未来面临可能没有尖端芯片可使用的情况。由此可知,ASML所生产的微影设备对当前半导体产业的重要性。

只是,这样重要的半导体设备,虽在运行时仍会是在号称污染性极低的芯片厂无尘室中,但是微影设备仍旧要有一层外壳的保护,这或许让人百思不地其解这外壳的用途。对此,ASML就表示,虽然微影设备放置在号称污染性极低的芯片厂无尘室内运行,但是考虑到4个因素,也就是“防止极细致污染源进入”、“维持温度稳定”、“保护工作人员安全”、以及“阻挡激光散射光”等因素,微影设备仍旧必需要有一层外壳来保护。

ASML进一步解释,在防止极细致污染源进入,ASML的微影设备已经在无尘室运行,不过一般半导体厂的无尘室等级分为10级和100级两种,像蚀刻、微影这些重要制程都是在无尘等级10的环境中进行。10级的意思为每立方英尺存在10个以下大小为0.5微米的微粒子。所以,即便无尘室已经非常干净,但0.5微米等于500纳米,这些灰尘微粒对目前10纳米线宽等级的芯片来说无比巨大!因此,ASML采用微影设备的外壳来阻绝外界的灰尘,再利用高效空气过滤器(HEPA filter)产生无尘的空气送往微影设备内部产生正压空间。如此一来,外界的灰尘粒子就完全进不到微影设备内部。

其次,在维持温度稳定的部分,ASML指出,因为微影设备内部的控温在最关键的组件部分必须精准保持在°C。而要达到这个标准,除了因为拥有性能良好的控温系统,也因为微影设备有了外壳,能够阻绝外界温度变化对设备内部造成的影响。

至于,在保护工作人员安全的部分,ASML除了在新一代的NXT设备中采用了磁悬浮平台,以增加微影设备的运行速度和稳定性。在曝光平台下是一块拥有高强磁场的永久磁铁,磁力达到16,000高斯,是地球磁场的20,000倍以上。当ASML工程师对曝光平台进行维护时,必须做好防护处理才能开始作业,未处理前的磁力可能将工具吸附上去,造成设备零件损伤或工程师受伤。因此,在微影设备运行期间,外壳阻隔了磁力,也产生重要的保护作用。

最后,阻挡激光散射光的部分,目前ASML微影机台的外壳没有任何透明窗可以看到内部的运行状况,主要原因是在于微影设备采用的光源是激光光。而运行方式是从激光光源模块导入微影设备,再通过光罩,由透镜组聚焦成像至芯片上。其中,激光光依强度分为5级,等级Class 3B以上的激光光已经对人体有害。而ASML微影设备的曝光激光功率可达90W,属于Class 4的高强激光,即使是投在芯片、光学组件表面等反射产生的散射光(Stray Light),都会对人眼都会造成损伤,因此必需要通过一层外壳来阻止散射光对工作人员的伤害。

(首图来源:ASML)

文章来源:《数字与缩微影像》 网址: http://www.szyswyx.cn/zonghexinwen/2021/0217/522.html



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