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一、光刻機是干什么用的

光(guang)刻機是用來制造芯片的。光(guang)刻機又(you)被稱為掩膜對準曝光(guang)機，在芯片生(sheng)產中用于光(guang)刻工(gong)(gong)藝(yi)，而光(guang)刻工(gong)(gong)藝(yi)又(you)是生(sheng)產流程中最關鍵的一步，所以光(guang)刻機又(you)是芯片生(sheng)產中不可(ke)缺少的設備。

光(guang)刻機決定了(le)芯片(pian)的(de)精密尺(chi)(chi)寸，設(she)計(ji)師設(she)計(ji)好芯片(pian)線(xian)路(lu)，再通過光(guang)刻機將線(xian)路(lu)刻在芯片(pian)上，其尺(chi)(chi)度通常(chang)在微(wei)米級以上。

光刻機是芯片(pian)生產中最昂貴也(ye)是技術難度最大的設備，因為其決定了(le)一塊芯片(pian)的整體框架與功能。

其實生(sheng)(sheng)產高(gao)精度芯片并不難，只是生(sheng)(sheng)產速度太慢(man)，而光(guang)刻機能快(kuai)速生(sheng)(sheng)產高(gao)精度的芯片，所(suo)以很重要(yao)。

二、光刻機的工作原理

利用(yong)光(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)機發出的(de)光(guang)通過具(ju)有(you)圖(tu)形的(de)光(guang)罩對涂有(you)光(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)膠的(de)薄(bo)片(pian)曝(pu)光(guang)，光(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)膠見光(guang)后會發生性質變化，從而(er)使光(guang)罩上得圖(tu)形復印(yin)到薄(bo)片(pian)上，從而(er)使薄(bo)片(pian)具(ju)有(you)電子線路圖(tu)的(de)作用(yong)。這(zhe)就是光(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)的(de)作用(yong)，類(lei)似照(zhao)相機照(zhao)相。照(zhao)相機拍攝的(de)照(zhao)片(pian)是印(yin)在(zai)底片(pian)上，而(er)光(guang)刻(ke)(ke)(ke)(ke)刻(ke)(ke)(ke)(ke)的(de)不是照(zhao)片(pian)，而(er)是電路圖(tu)和其(qi)他(ta)電子元件(jian)。

簡單點來說，光(guang)刻機就(jiu)是(shi)放大的單反，光(guang)刻機就(jiu)是(shi)將光(guang)罩上(shang)的設計好集成電路圖形通(tong)過(guo)光(guang)線(xian)的曝光(guang)印到光(guang)感材料上(shang)，形成圖形。

三、光刻機的性能指標

光刻機的主要性能(neng)指標有：支持基片(pian)的尺寸范圍，分辨率、對準精度、曝光方式(shi)、光源(yuan)波(bo)長(chang)、光強均勻性、生(sheng)產效(xiao)率等。

分辨率(lv)是對光(guang)刻(ke)工(gong)藝加(jia)工(gong)可以(yi)達到的(de)(de)最細線條精(jing)度的(de)(de)一種描述方式。光(guang)刻(ke)的(de)(de)分辨率(lv)受受光(guang)源衍射的(de)(de)限制(zhi)(zhi)，所(suo)以(yi)與光(guang)源、光(guang)刻(ke)系(xi)統、光(guang)刻(ke)膠和工(gong)藝等(deng)各方面的(de)(de)限制(zhi)(zhi)。

對(dui)準精度是在多(duo)層曝光(guang)時層間圖(tu)案的定(ding)位(wei)精度。

曝光方式(shi)分(fen)為接觸接近式(shi)、投影式(shi)和(he)直寫式(shi)。

曝光光源波(bo)長分為紫外(wai)、深紫外(wai)和極紫外(wai)區域，光源有汞燈，準(zhun)分子(zi)激光器等(deng)。

四、光刻機制造需要哪些技術

光刻(ke)機的制造體(ti)系非常(chang)復雜，有兩點至關(guan)重要，即精密零部件和組(zu)裝(zhuang)技術。

1、精密零部件

一臺光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機的(de)(de)制造(zao)需要數萬個(ge)(ge)精密零(ling)部(bu)件(jian)。通常來說，一臺光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機的(de)(de)制造(zao)需要大約八萬個(ge)(ge)精密零(ling)件(jian)，而(er)目前世界上(shang)最為先進的(de)(de)極紫外EUV光(guang)(guang)刻(ke)(ke)機所需要的(de)(de)制造(zao)零(ling)件(jian)更是高達(da)十萬余個(ge)(ge)。

一套完整的光刻機(ji)包(bao)(bao)括(kuo)多個組成系(xi)統(tong)(tong)，主要包(bao)(bao)括(kuo)曝光系(xi)統(tong)(tong)、自(zi)動對(dui)準系(xi)統(tong)(tong)、整機(ji)軟件系(xi)統(tong)(tong)等(deng)。其中，曝光系(xi)統(tong)(tong)更是包(bao)(bao)含了(le)照明系(xi)統(tong)(tong)和投(tou)影物鏡。

在組成光(guang)科技(ji)的所有核心精密(mi)零件中，光(guang)學鏡頭、光(guang)學光(guang)源、雙(shuang)工作(zuo)臺又(you)可以說是(shi)核心中的核心。

擁有高數值孔徑的光學鏡頭是決定光刻機的分辨率和閾值誤差能力。而分辨率和套值誤差能力對于一臺品牌光刻機具有至關重要(yao)的(de)重要(yao)性。而世界(jie)上最為先進(jin)的(de)EUV極紫(zi)外光刻機唯一可以(yi)使用(yong)的(de)鏡(jing)頭(tou)就是由蔡司公(gong)司生產(chan)的(de)鏡(jing)頭(tou)。

光刻機(ji)的(de)光學光源所包含的(de)光源波長是(shi)決定光刻機(ji)工業能(neng)力的(de)重要(yao)部分。需(xu)要(yao)特別(bie)注意的(de)是(shi)，光刻機(ji)所需(xu)要(yao)的(de)光源，必(bi)須(xu)具備體積小、功率高(gao)以及(ji)穩定的(de)幾個特點。

比如說(shuo)極(ji)(ji)紫外EUV光(guang)刻機所使用的光(guang)源波(bo)長(chang)是僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)只(zhi)有13.5納米的極(ji)(ji)紫外光(guang)，其所使用的光(guang)學系(xi)統極(ji)(ji)為復雜。

光(guang)刻機中(zhong)所需要(yao)的(de)工作臺(tai)系(xi)能夠影響光(guang)刻機運(yun)行過程(cheng)中(zhong)的(de)精(jing)度和產(chan)效(xiao)，含有的(de)綜合技術難度非常(chang)高。因為這種工作臺(tai)中(zhong)具(ju)有承載硅(gui)片來能夠完(wan)成(cheng)光(guang)刻機運(yun)行過程(cheng)中(zhong)的(de)一系(xi)列超精(jing)密的(de)運(yun)動系(xi)統，其中(zhong)包括(kuo)上(shang)下(xia)片、對(dui)準(zhun)、景圓面型測量、曝光(guang)等等。

2、組裝技術

一臺光(guang)刻機(ji)不僅需(xu)要精密的零件，這些零件的組裝技術(shu)也至關重要。

當所有零件(jian)都準備就緒之后，接(jie)下(xia)來(lai)的(de)組(zu)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)將(jiang)直接(jie)影響一(yi)個光(guang)刻機的(de)運行效能(neng)。現在光(guang)刻機主(zhu)要生(sheng)產商(shang)(shang)荷蘭(lan)ASML公(gong)司（中文(wen)譯名：阿斯麥爾）的(de)生(sheng)產過(guo)程(cheng)從本質上來(lai)說(shuo)更像(xiang)是(shi)一(yi)個零件(jian)組(zu)裝(zhuang)公(gong)司，因為(wei)ASML公(gong)司生(sheng)產光(guang)刻機所需要的(de)將(jiang)近90%的(de)部件(jian)是(shi)從世界各地采(cai)購，其在世界上擁有超過(guo)五千家(jia)供應(ying)商(shang)(shang)。

換句話說，ASML公司之所(suo)以能夠在光刻(ke)(ke)機(ji)制(zhi)造技術上打敗尼康以及佳能等其他光刻(ke)(ke)機(ji)生產對手，從(cong)而(er)在全球光刻(ke)(ke)機(ji)制(zhi)造和銷售(shou)市場上占據領(ling)先地位(wei)，一(yi)個重要(yao)原因(yin)就是(shi)強大的組(zu)裝技術。

一家(jia)強大的光刻機組(zu)裝(zhuang)(zhuang)企業需要(yao)具有各種(zhong)嫻熟的技術(shu)工(gong)人(ren)和各種(zhong)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)方面的知識(shi)產權，從而(er)能夠清楚明白(bai)各種(zhong)精(jing)密元件如何組(zu)裝(zhuang)(zhuang)，進而(er)通過他們嫻熟的操作(zuo)和系(xi)統(tong)的知識(shi)來快速和精(jing)確(que)的制造一臺光刻機。

我國目(mu)前(qian)在光刻(ke)機的技(ji)術方面，經過(guo)近二十年(nian)的關鍵技(ji)術攻克，已經取得(de)長足發(fa)展。

從光(guang)刻機雙(shuang)工作臺(tai)來說，中(zhong)國華卓(zhuo)精科與清(qing)華團隊生產(chan)聯合研制的(de)雙(shuang)工作臺(tai)已經打破ASML的(de)技(ji)術壟(long)斷，至于光(guang)刻機的(de)同步光(guang)源設備(bei)和光(guang)學(xue)鏡頭的(de)技(ji)術也在哈工大(da)等全國知名科研機構的(de)潛心研究中(zhong)獲得了迅(xun)猛發展。

可(ke)以說，目前(qian)我國(guo)人才、資(zi)源、資(zi)金等(deng)各個方面都已具(ju)備，未來我們擁有屬于自己的(de)光(guang)刻機(ji)只是時間(jian)問題，未來前(qian)景可(ke)期！