起初,所有的光刻机都采用的是所谓“干式”,既以空气为介质的微影技术,这一技术一直沿用到二十世纪90年代,当然,随着技术的不断进步,镜头分辨率越来越高,所用光源的波长越来越短,能加工的晶圆尺寸也越来越大,工作过程也越来越自动化——就像摩尔定律遵循的那样,制造芯片对应的制程工艺也越来越细,从微米级一直下探到了纳米级。
但忽然有一天,就碰到了无法突破的壁垒,在65纳米制程上卡壳了。
因为,在很长一段时间内,人类无法突破光刻光源的技术瓶颈,只能使用波长为193n光源,却对升级成157n长光源所遇到的一系列问题束手无策。
尽管当时全世界动员了无数的科学家,众多企业和财团为此投入了海量的金钱,但,受到当时基础材料发展及工业加工能力的限制,还是没能迅速解决问题,当时的半导体业界甚至称157n是一堵墙”,让所有有志于尝试突破
的人都撞得头破血流,这一卡,就是十多年,直到进入了二十一世纪。
其实,在业界,早有人为此提出了解决方案,1986年,此时还在IBM从事成像技术研究的林本兼提出了一个天才的想法:他认为缩短波长的最佳方案是由“干式微影技术”转向“浸润式”。
但,就像历史上曾经多次重演过的一样,过于领先的天才想法注定得不到认同,当时整个半导体界还没在光源的波长面前撞墙并吃到苦头,他的“浸润式”技术方案无人问津。
直到2001年,林本兼离开了IBM并加入了台积电,已经完善了“浸润式光刻机”理论的他接连发表了三
篇重量级的学术论文,在论文中他指出:既然157n以突破,为什么不退回到技术成熟的193n把透镜和硅片之间的介质从空气换成水,由于水的折射率大约为1.4,那么波长可缩短为193/1.4=132n大大超过攻而不克的157n
而且这个被称做“浸入式光刻技术”的方案还有其他明显优势,第一,由于是利用现有成熟技术改造,资金投入小,可以给半导体设备制造商节省研发投入,并减小芯片制造商的导入成本;第二,如果把介质从水换成其它高折射率液体,波长还可以进一步缩小到132n下,也就是说提高光刻机的分辨率非常方便。
他开始游说米国、汉斯、倭国的光刻机制造厂们,企图说服大厂们采用“浸入式光刻”方案,但,依然都被拒绝。
因为这些大厂都为了157n源投入了巨量的资金,如果现在放弃,从头研发“浸润式方案”,就意味着前期的巨量投入都打了水漂,是个人想想都会心疼,而且没法向董事会交代——好吧这些企业后来都悔青了肠子。
最后,林本兼找到了彼得﹒韦尼克,这个在当时最不起眼的在众多大厂的夹缝中勉强生存的光刻机生产厂A**L的CEO,两个落魄的天才终于擦出了火花。
彼得.韦尼克在拿到了这个方案的时候,立刻就下定了破罐子破摔…搏一把的决心,押上全部身家,与台积电联合研制这台光刻机。
三年之后的2004年,全球第一台浸润式微影机研发成功。
但忽然有一天,就碰到了无法突破的壁垒,在65纳米制程上卡壳了。
因为,在很长一段时间内,人类无法突破光刻光源的技术瓶颈,只能使用波长为193n光源,却对升级成157n长光源所遇到的一系列问题束手无策。
尽管当时全世界动员了无数的科学家,众多企业和财团为此投入了海量的金钱,但,受到当时基础材料发展及工业加工能力的限制,还是没能迅速解决问题,当时的半导体业界甚至称157n是一堵墙”,让所有有志于尝试突破
的人都撞得头破血流,这一卡,就是十多年,直到进入了二十一世纪。
其实,在业界,早有人为此提出了解决方案,1986年,此时还在IBM从事成像技术研究的林本兼提出了一个天才的想法:他认为缩短波长的最佳方案是由“干式微影技术”转向“浸润式”。
但,就像历史上曾经多次重演过的一样,过于领先的天才想法注定得不到认同,当时整个半导体界还没在光源的波长面前撞墙并吃到苦头,他的“浸润式”技术方案无人问津。
直到2001年,林本兼离开了IBM并加入了台积电,已经完善了“浸润式光刻机”理论的他接连发表了三
篇重量级的学术论文,在论文中他指出:既然157n以突破,为什么不退回到技术成熟的193n把透镜和硅片之间的介质从空气换成水,由于水的折射率大约为1.4,那么波长可缩短为193/1.4=132n大大超过攻而不克的157n
而且这个被称做“浸入式光刻技术”的方案还有其他明显优势,第一,由于是利用现有成熟技术改造,资金投入小,可以给半导体设备制造商节省研发投入,并减小芯片制造商的导入成本;第二,如果把介质从水换成其它高折射率液体,波长还可以进一步缩小到132n下,也就是说提高光刻机的分辨率非常方便。
他开始游说米国、汉斯、倭国的光刻机制造厂们,企图说服大厂们采用“浸入式光刻”方案,但,依然都被拒绝。
因为这些大厂都为了157n源投入了巨量的资金,如果现在放弃,从头研发“浸润式方案”,就意味着前期的巨量投入都打了水漂,是个人想想都会心疼,而且没法向董事会交代——好吧这些企业后来都悔青了肠子。
最后,林本兼找到了彼得﹒韦尼克,这个在当时最不起眼的在众多大厂的夹缝中勉强生存的光刻机生产厂A**L的CEO,两个落魄的天才终于擦出了火花。
彼得.韦尼克在拿到了这个方案的时候,立刻就下定了破罐子破摔…搏一把的决心,押上全部身家,与台积电联合研制这台光刻机。
三年之后的2004年,全球第一台浸润式微影机研发成功。