3D打印轻巧的“晶片卡盘”使ASML光刻机更加出色

时间：2020-12-19 10:04 来源：3D科学谷作者：中国3D打印网阅读：次

荷兰3D打印公司-Additive Industries，Mi-Partners，TUDelft和ASML Research融合了最先进的创成式设计，先进的系统控制和大尺寸金属3D打印，增材制造了晶片卡盘，可以提高定位速度，降低半导体行业的成本。

Additive Industries

让“飞毯”更轻

增材制造可动人工颈椎

总部位于荷兰费尔德霍芬(Veldhoven)的ASML公司占据了全世界光刻机80%以上的市场份额，2019年ASML的净销售额为118.2亿欧元，是飞利浦与 ASMI于 1984年合资创立。根据3D科学谷的市场了解，目前全世界能够生产最先进的7nm制程的EUV光刻机是荷兰阿斯麦公司-ASML。在芯片工艺提升到5nm之后，就只有极紫外光刻机能满足需求，阿斯麦是目前全球唯一一家能生产极紫外光刻机的厂商。EUV的核心技术集中在三大领域：顶级的光源（激光系统）、高精度的镜头（物镜系统）、精密仪器制造技术（工作台）。

晶片在蚀刻的整个过程中是被下电极系统中的静电卡盘（ESC）吸附固定住的，并且向静电卡盘通入射频RF，这样射频RF会在晶片上形成DC bias（直流偏压）。这样促成等离子体对晶片的蚀刻反应。同时，静电卡盘会对晶片实现温度控制，以促进晶片蚀刻的均匀性。静电卡盘的上下均为绝缘层，中部设有电极层。当对电极层施加直流电压时，就会在电极层和晶片上出现不同的电荷，从而在电极层和晶片之间产生库仑引力，将晶片吸附在静电卡盘表面。

业界将ASML芯片机中的晶圆台称为“飞毯”，因为它是一个浮动的平台，在磁场中以闪电般的速度运动。每轮机器人会在该平台上放置一块晶圆。随着运动，芯片上的图案被照亮了数百次，而精确度是头发丝的十分之一。十多年来，MI Partners工程公司一直致力于使该“飞毯”更好，更轻。当MI Partners公司计划将晶片从30厘米扩大到45厘米时，就开始了这一工作。这将使晶圆台变得庞大和沉重，以至于难以快速移动，MI Partners工程公司的任务是研究如何使它尽可能轻。

随着Additive Industries加入这个阵营，团队最近制作了这种卡盘的前两个原型。已经实现了30％的重量减轻，并且平台仅重约8公斤。Additive Industries刚刚宣布了其最新的3D金属打印机MetalFab-600，该打印机使大型物体的打印更加轻松。可以通过Additive Industries的设备很好地打印晶圆卡盘和机器的其他零件。

这是在荷兰科学研究组织NWO的财政支持下完成的，目的总是要减小移动晶片台所需的力。对于ASML公司来说，每小时可以移动的晶圆数量非常重要。晶片台越轻，加速越容易，因此生产率越高，这对ASML来说具有很高的价值。在次之前，ASML已经具备3D打印的经验。ASML对3D打印的尝试开始于塑料领域，目前也开始在金属加以尝试。

亚洲首台大型超级金属3D打印机MetalFAB1于2019年落户江科大海装院，为学校增添了新的“神器”。Additive Industries 的MetalFAB1打印设备，产品具有明显优势，打印生产流程一体化，自动化程度高，配备先进的管理系统，产品制造品质好，特别是模块化架构设计让一台设备可同时使用多种材料，提高了生产效率，拓展了功能配置。而2020年11月，formnext展会期间，Additive Industries推出了新的旗舰型号MetalFAB-600。

MetalFAB-600的制造尺寸为600x600mm，高度为1000mm，是业内最大的成型体积之一，构建体积比Additive Industries当前的MetalFAB1（已提供420x420x400）大5倍。使用10个1kW激光，MetalFAB-600大幅提升了高生产率，沉积速率高达1000cc /小时。

MetalFAB-600基于MetalFAB1在稳定性和关键生产流程自动化方面的知识和经验。从粉末处理，对准和校准方面实现自动化，以确保获得最高的产量。MetalFAB-600旨在实现最低的零件制造成本，从而替代部分高附加值铸造等加工工艺。MetalFAB-600对增材制造行业的发展至关重要，较大的构建体积为更多的应用领域和更高的生产率打开了大门。

现有的MetalFAB1（420×420）将会在简化操作和激光功率方面得到进一步发展，MetalFAB1的大型平台不仅可以制造大型零件，而且可以制造批量的小型零件，从而有助于进一步降低成本。

(责任编辑：admin)

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