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尼康光刻突围

Craig Addison (CA): 您在大学毕业后即加入了Nikon,能谈一下您在Nikon的第一份工作吗?
Shoichiro Yoshida (SY): 我的第一份工作是设计天文望远镜。在这个领域我大概度过了八年的时间,主要参与了大倍率望远镜的设计。1960年,我被委任了一个特殊项目——开发光栅仪器。对于光栅我们有一种机器叫做划线机,其构造非常简单,能够在用金刚石切割器划出的几平方英寸的玻璃上平均每毫米划出几百到上千的直线凹槽。这是一种非常精确的机器。我参与划线机的开发大概有十年时间,对于随后步进式光刻机的研发起了很大的作用。

CA: 在此之后您又参与了哪些工作呢?
SY: 我加入了测量机台的研发工作,比如用于机械部件的坐标测量机器。几年后我加入了半导体工业。在第一阶段(1970年左右)我们开发了掩膜对准器——一种用于测量光掩模的XY坐标的机器,我们称之为光学干涉计model 2i,它在美国被广泛应用于检验光掩模。由于在Nikon 2i所做的工作,我非常荣幸的于1998年被授予BACUS奖。

CA: 请您谈一下向步进式光刻机的转变。
SY: 步进式光刻机有几个非常关键的部分,光学镜头便是其中之一,我们称之为Ultra Micro Nikkor (UMN)。其实,我们很早就已经向印刷业销售UMN,此后该技术又转移到步进式光刻机,两者非常相似。我们还将已开发出的XY测量机器的机械部件和控制系统转移到步进式光刻机上。当时的半导体业,分辨率已经越来越小。客户要求我们做到小于1微米的分辨率,我于是向客户提议使用光学缩小系统是生产如此高分辨率器件的最好办法。1976年是幸运的一年,由日本政府领导的VLSI协会成立了,他们通过政府采购合同向我们订购了第一台设备,这就是Nikon的第一台步进式光刻机。

CA: 你们曾经尝试过向美国出口吗?
SY: 首先,我们主要出售给日本客户,随后开始出口到美国。我们在美国成立了Nikon Precision Inc,以便在美国销售我们的产品。我们的第一批美国客户是IBM 和德州仪器。

CA: 当时的竞争环境是怎样的?还有其它的日本步进式光刻机生产厂商吗?
SY: 没有,但是当时还有一些其它可以替代的技术,如Perkin Elmer和Canon的投影式光刻机以及GCA的步进式光刻机,所以竞争非常激烈。

CA: 半导体行业的竞争非常困难吗?
SY: 是的,但是我们的步进式光刻机有三大主要卖点。一是光学缩小比率。我们可以做到5到1。刚开始每一种光刻机的缩小比率为10到1,曝光区域只有10×10mm,但当我们做到5到1时,曝光区域可达15×15mm,几乎翻了一番。客户可以因此提高他们的生产能力。另外,我们的机器带有激光干涉计,可以使分辨率达到0.1微米。这也是一个很强的卖点。第三个特点是Nikon步进式光刻机的自动对准系统,它可以达到更高的准确度。

CA: 在您担任部门经理期间遇到过的最大挑战是什么?
SY: 在我们必须研发出下一代模型的时候。当时我们只有水银光源,后来决定采用一种新光源——激态原子激光。与此同时,步进式曝光系统已转向扫描系统。所以在设计这种新型步进式光刻机的过程中面临很大的挑战。

CA: 在担任部门经理后您的职业发展是怎样的?
SY: 我被任命为整个Nikon公司的常务董事。不仅负责步进式光刻机业务,同时还负责显微镜和测量仪器部门。后来我被任命为执行副总裁。幸运的是,在此期间我也参与到了照相机业务中。

CA: 您是怎样成为Nikon的CEO和主席的呢?成为CEO后,您是否仍然大量参与到半导体设备业务中呢?
SY: 那主要是因为我在Nikon领导了一个新的领域,而且很成功。Nikon有一个固定的传统,即由前一任总裁指定下一任总裁。
担任CEO后,我就把半导体设备方面的所有工作转交给负责步进式光刻机业务的副总裁(Kariya-san,Nikon执行副总裁),我很信赖他。

CA: 您对日本半导体设备行业的发展,特别是步进式光刻机有何看法?比如说,大公司有很多副产品吗,或较大的器件生产商自行开发大多数产品吗?
SY: 对于步进式光刻机来说,我们看到的是客户直接寻找独立的步进式光刻机制造商。我几乎没有看到器件生产商自行开发曝光机器。
早期阶段,器件生产商如德州仪器或IBM自己生产曝光机,比如接触式印刷设备。但是当步进式光刻机业务得以发展后,他们便不再自行生产。在日本,Hitachi是一个例外。他们拥有丰富的设备制造经验,所以也试图加入步进式光刻机业务。

CA: 在您看来,美国的一些步进式光刻机制造商如GCA没有成功的原因是什么?
SY: 就步进式光刻机技术而言,光学技术是最关键的部分。不幸的是,在美国没有专门的光学制造商。日本则很多,如Nikon、Canon、Olympus等,欧洲有Zeiss和Leica,他们都拥有光学技术,这是原因之一。另外美国在许多专门的领域有着极好的技术,如人造卫星所需的专门的光学仪器,但却缺乏大规模量产的技术。

CA: 对于在SEMI日本办事处开始运营期间出现的日美半导体贸易摩擦您有何看法?
SY: 当器件生产商处于日美贸易摩擦中的时候,我们设备行业在夏威夷举办了由SEMI发起的贸易伙伴会议。气氛非常热烈,器件制造的同行们非常羡慕我们。

CA: 为什么您认为ITPC成功地将日美工业拉得更近?
SY: 那时美国市场在半导体设备材料行业中独占鳌头,日本实际上是美国市场和工业的追随者,试图赶上美国工业。我们也知道有很多东西需要向美国学习,所以日本设备制造商和材料生产商开始意识到我们应该与美国工业保持良好的关系。
甚至在夏威夷的贸易伙伴会议举行之前,我们就已经在Harumi露天展览馆(现今Tokyo Big Site所在地)举行了定期的技术会议。在那里我们可以听到众多著名美国IC制造商的演讲,他们都是极高水准的演讲者,很多日本设备生产商聚集在那里聆听这些演讲。

CA: 能否谈一下您关于光刻技术未来发展的看法?
SY: 这是我非常关心的。下一代光刻技术有很多发展方向,如F2或EUVL、极紫光光刻技术。目前我们正致力于开发沉浸式ArF和KrF技术,尤其是ArF。随后我们将开发EUV作为下一代光刻技术最强有力的候选者。如果能开发出EUVL设备我们就可以获得32纳米的分辨率。这将是光刻的最终设备。按我个人的观点,在那之后,将会研发三维器件,因为最小线宽将会制约技术的发展。所以我们必须转向多层或类似的技术。

 (本文根据2004年 Craig Addison采访编辑整理)


个人经历
Shoichiro Yoshida于1956年毕业于东京大学, 并取得精确机械工程学位, 同年加入Nikon公司。在Nikon的前十五年,他主要参与光学及其它精确设备的设计工作,包括天文望远镜、分光镜仪器和光栅划线机。
1983年,Yoshida被委任为Nikon公司步进式光刻机产品的部门经理。五年后,他被提升为Nikon公司的常务董事,负责范围更加广阔,不仅包括光刻产品,同时还包括显微镜和测量设备。
随后Yoshida被任命为执行副总裁,1997年成为Nikon公司总裁。2001年他被任命为公司主席和CEO,现为公司顾问。1990年Yoshida入选SEMI董事会,并于1998/1999任SEMI董事会主席。

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