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Mapper简介

Mapper设计和制造用于生产计算机芯片(集成电路)的设备。芯片的制造包括了一系列连续的工艺模块,不同模块所需的设备不同。Mapper的设备专门用于制备芯片中的图形结构。这些图形结构的制备是一个复杂的过程,特别是在过去的几十年芯片变得越来越小,大致上是胡椒粒的大小。而芯片内图形的尺寸就更小,比人类头发的直径还要小一千倍。

光刻的极限

通常使用光来制备这些图形,这个过程称为光刻。为了制备芯片所需要的图形,首先制作模板,也就是掩模。将掩模放置在光源和硅片之间,光线通过掩模照射到硅片上,使得掩模上的线条图形按一定比例缩小转移到硅片上。这个过程需要重复多次。为了制造一个完整的芯片,需要多层光刻,每层需要单独的掩模。完整的芯片通常有六十多层,所以需要同样多的掩模。掩模的制作也是一个技术上复杂而昂贵的过程。因此光刻是芯片生产流程中最昂贵的步骤。

传统光刻的速度非常快,但有一个缺点:图形的分辨率(细节识别)受到光波长的限制,并且已经达到了一个极限。尽管如此,仍然可以使用其它先进技术来使得图像进一步缩小,但这些技术都是非常昂贵的。相应的机器和掩模也非常昂贵,因此需要尽可能多地生产相同设计的芯片来分担掩模的费用,只有这样最新一代芯片的生产在经济上才是可行的。只有当客户的产品需求达到一定的数量,制造商才能负担得起这样的机器和掩模花费。这就导致了一个问题:尽管新的光刻技术能够制备更小尺寸的芯片,但是只有少数的芯片公司能够承担如此巨大的制造费用。为此,芯片制造商只能专注于大批量的产品(出货量上亿的芯片),以保证从市场收回其巨额的生产成本。任何一个小批量的产品(只需要生产一千万或更少的芯片),制造商就不愿意进行生产。为了降低生产成本,对于小批量的芯片,制造商只能使用次先进的机器,并对设计提出各种限制(使之能用次先进的机器制造)。这种情况对芯片客户(将这些芯片集成到消费电子产品中的公司)以及(使用电子产品的)消费者来说都是不能接受的。

Mapper:使用电子束做量产

Mapper的方法截然不同。为了制备这些结构,Mapper不使用光源,而是使用电子束。我们称之为电子束光刻技术。电子束的优点是众所周知的:具有很高的分辨率,较大的焦深与灵活性。 Mapper机器的主要特点就是可以独立地控制电子束书写,从而不需要掩模。图形结构可以在计算机屏幕上设计,然后直接书写到晶圆上。因为不需要掩模,新芯片制造的启动成本要低得多。

电子束光刻也具有自身的缺点。控制电子束移动的速度远低于光速,因此芯片生产的过程要慢得多。这就是目前芯片生产中很少使用电子束光刻的原因。Mapper通过大量增加电子束的数量来解决这个难题。Mapper机器不是只有一个电子束,而是几十万个同时书写。这使得多电子束系统也适合于大规模量产芯片。Mapper的紧凑型机器比传统光刻机要便宜得多,所以对Mapper机器的投资很有吸引力。

Mapper技术与传统光刻的互补性

传统光刻可以与多电子束系统并行使用,实现互补。即使在现有的生产流程中,也可以添加Mapper的多电子束系统,例如,可以使用多电子束曝光取代传统光刻,提高一个关键层的分辨率、增加一小块集成存储器的容量、或增加关键层的聚焦深度。这样做不仅能简化不同功能模块的集成工艺,甚至可以减少光刻层数;而且这种取代并不需要制备昂贵的掩模。 Mapper的解决方案对小批量和大批量的生产都具有成本优势。新设计芯片的启动成本很低,就使得小客户能够负担得起,能实现少量的投产。这在以前是不可能的。在极端情况下,每个芯片都可以制造得有所不同,形成自身的唯一物理标记。这个标记可以用来保护连接到云端的银行卡,汽车和设备。

实际上,只需要使用Mapper的方案来改变几个工艺步骤就可以实现芯片功能的差异化。由于工艺流程中的其它部分不需要改变,所以现有的工艺设备仍然可以使用。

重大事件和数字

成立于2000年5月,代尔夫特技术大学

截至2017年1月1日已有268名员工,分布在三个国家

3亿欧元投资于技术和产品开发

5 kV加速电压

晶圆级17μA总电流

200毫米和300毫米晶圆尺寸

888根光纤连接到一个芯片上

1,352个静电微透镜

66,248个平行电子束

数据流量为3200,000,000,000比特/秒

视场尺寸26×33mm2

能支持28 nm节点成像要求

300mm工件台定位精度3nm

2 nm光束位置稳定性

0.5nm对准重复性

管理团队

Bert Jan Kampherbeek

bert jan kampherbeek

Bert Jan Kampherbeek(CEO、联合创始人)是Mapper的三位创始人之一。 他负责Mapper在行业中的市场开发和定位。 Bert Jan拥有代尔夫特技术大学应用物理学硕士学位。

Marco Wieland

marco wieland

Marco Wieland(CTO、联合创始人)是Mapper的三位创始人之一。 他是公司的重点技术人员,电子光学专家,拥有28项专利。 Marco负责公司的技术发展路线图。 Marco拥有代尔夫特技术大学应用物理学硕士学位。

Guido de Boer

guido de boer

Guido de Boer(COO)于2005年1月加入Mapper。在此之前,他在ASML工作了8年以上,在那里担任过各种管理和系统工程职位。 Guido拥有代尔夫特技术大学应用物理硕士学位。