¿Qué tan difícil es la tecnología de fotolitografía "atascada"?

Todos sabemos que mi país siempre ha estado relativamente atrasado en el desarrollo de la industria de chips de circuitos integrados. Durante mucho tiempo, ha habido un fenómeno común en mi país de que "hacer es peor que comprar". y comprar es mejor que comprar". El viejo pensamiento de "no pagar alquiler" se debe a que la I+D y la fabricación de chips de circuitos integrados requieren una gran inversión y pertenecen a una industria de mucho capital. Por lo tanto, muchas empresas de tecnología no están dispuestas y no tienen la Capacidad de investigación y desarrollo y fabricación. ¡El poder de los chips nos ha hecho perder muchas oportunidades de desarrollo valiosas!

Hay que entender que la fotolitografía es sin duda el equipo más importante en el entorno de producción de chips. Sin fotolitografía, es imposible producir chips de alta gama, y ​​en la industria mundial de la litografía, la empresa española ASML. Es sin duda una superestrella. Esta empresa también es el único fabricante del mundo que puede producir tecnología de litografía EUV, como la gama completa de tecnología de litografía EUV utilizada por TSMC y Samsung. Es tecnología de litografía EUV producida por la empresa española ASML. Debido a la capacidad de producción limitada, la tecnología de litografía de las empresas españolas siempre ha tenido una gran demanda, ¡y las empresas chinas de desarrollo tecnológico también la han solicitado muchas veces!

La tecnología de litografía es una de las máquinas y equipos más importantes para la fabricación de chips. En esta etapa, ASML tiene el monopolio de las máquinas de litografía de alta gama del mundo. Mi país siempre ha querido dominar la tecnología de litografía, pero después de los esfuerzos de Shanghai Microelectronics en 2017, pudo crear tecnología de litografía de 90 nm. Esto ya es muy difícil, entonces, ¿por qué es tan difícil crear tecnología de litografía?

Aunque tenemos muchas tecnologías de alta gama, hay una cosa que todavía nos resulta difícil crear hoy en día: la tecnología de fotolitografía. Cuando se trata de esto, algunas personas sin duda dirán que incluso podemos construir bombas nucleares, pero ¿todavía no podemos encontrar una pequeña tecnología de fotolitografía? Primero, analicemos la diferencia entre los dos.

El principio básico de una bomba nuclear es utilizar neutrones para chocar con átomos de uranio para provocar la fisión nuclear, provocando así una explosión. Aunque este principio parece muy simple, en realidad es muy difícil crearlo. Una es tener combustible con una mayor concentración y la otra es tener algunos talentos tecnológicamente avanzados para llevar a cabo un sistema de ingeniería tan complejo a gran escala. Cuando estábamos construyendo bombas nucleares en ese momento, pudimos obtener las materias primas relevantes que necesitábamos, y en ese momento también había talentos destacados como Qian Xuesen y Deng Jiaxian, quienes tuvieron que superar varias tecnologías y condiciones arduas para tener estas. cosas.

La tecnología de fotolitografía es diferente. En primer lugar, la tecnología de fotolitografía se divide en tecnología de prelitografía, tecnología de fotolitografía de fondo, etc. La antigua tecnología de litografía es la conocida tecnología de litografía ASML, que se utiliza para la fabricación de chips. La tecnología de litografía de back-end se utiliza principalmente para chips de circuitos integrados. En la actualidad, la tecnología de litografía de back-end de Microelectronics ha alcanzado el nivel tecnológico líder en el mundo y la tecnología de litografía de front-end también se conoce como tecnología de litografía ASML. tecnología de fotolitografía.

En 2002, cuando He Rongming, gerente de Shanghai Microelectronics Weapons and Equipment Enterprise, fue a Francia para realizar una investigación, un ingeniero técnico le dijo: "No podemos lograrlo incluso si le damos una visión completa". conjunto de dibujos de ingeniería."

La tecnología de fotolitografía es similar a la de una cámara digital. Sus fotografías en película son monocristales de silicio recubiertos con pegamento fotosensible. El patrón del circuito de potencia se diseña mediante fotolitografía y microfilmación. El proceso de grabado elimina parte del pegamento y expone la superficie de silicio para el procesamiento químico. Para fabricar chips, este proceso debe repetirse decenas de veces. La tecnología de fotolitografía es un tipo de equipo utilizado para producir chips. Cuando se fabrican chips, primero se cubre una capa de tecnología de fotolitografía en la superficie de la oblea y luego se utiliza la fuente de luz para iluminar directamente la superficie del monocristal de silicio a través del. mascarilla. . En este momento, el pegamento brillante se derretirá al ser estimulado por la luz, generando así un circuito por sí solo.

Este principio básico no parece complicado, pero ¿por qué no se puede aplicar? Debe entenderse que la precisión de este tipo de placa de circuito es de solo nanómetros, que es tan pequeña como 1/5000 de cabello. Sin embargo, se requiere que la lente utilizada por este tipo de tecnología de fotolitografía no tenga tecnología de 2 nanómetros. La desviación, a un nivel tan técnico, se encuentra actualmente en el nivel más alto del mundo.

Además de unos estándares de precisión extremadamente estrictos, también requiere una fuente de luz de primer nivel, y su sistema óptico es extremadamente complejo, el mejor del mundo en la actualidad es la luz ultravioleta extrema debido a su enorme tecnología. Nivel, no se ha utilizado en nuestro país hasta ahora. No ha mejorado todavía. En la actualidad, sólo Estados Unidos posee este tipo de tecnología avanzada. Incluso si podemos desarrollar la tecnología de fotolitografía, la precisión de fabricación todavía está muy desactualizada. La tecnología de fotolitografía que otros pueden producir está al nivel de 5 nanómetros, y en nuestro país, es solo una mejora con respecto a la tecnología de fotolitografía. y las características de los chips fabricados son difíciles de cumplir con los requisitos de los chips actuales.

Bajo la premisa de contar con una fuente de luz de primer nivel, también debe existir una perfecta precisión del equipo mecánico. Hay dos consolas de movimiento sincrónico en la tecnología de fotolitografía, una se usa para cargar películas y la otra para cargar fotografías de películas. Las dos deben estar estrictamente sincronizadas y la desviación debe ser inferior a 2 nanómetros. También tiene la misma velocidad instantánea que el lanzamiento del misil. También existen requisitos muy estrictos en cuanto al entorno externo. Los cambios de humedad, temperatura y presión afectarán la precisión del proceso de trabajo. La temperatura debe controlarse a 5 partes por mil, lo que requiere un sensor de temperatura más preciso. La tecnología de litografía más utilizada en el mundo en la actualidad es SMEE, que incluye 13 subsistemas, más de 30.000 piezas mecánicas y más de 200 sensores. Todas las piezas no pueden tener ningún problema, de lo contrario habrá problemas.

Algunos científicos también han dicho que los chips representan actualmente los logros de investigación científica más avanzados en la historia de la humanidad. No es difícil ver lo difícil que es producir una máquina de fotolitografía.