一、光刻機是干什么用的
光刻機(ji)是用來(lai)制造(zao)芯(xin)片(pian)的。光刻機(ji)又(you)被稱為掩(yan)膜(mo)對(dui)準(zhun)曝光機(ji)，在芯(xin)片(pian)生(sheng)(sheng)產中用于光刻工(gong)藝，而光刻工(gong)藝又(you)是生(sheng)(sheng)產流程中最關(guan)鍵的一步，所以光刻機(ji)又(you)是芯(xin)片(pian)生(sheng)(sheng)產中不可(ke)缺少(shao)的設備(bei)。
光(guang)刻機決定(ding)了芯片的精密尺(chi)(chi)寸，設(she)計師設(she)計好芯片線路，再通過光(guang)刻機將線路刻在(zai)芯片上，其(qi)尺(chi)(chi)度(du)通常在(zai)微米級(ji)以(yi)上。
光刻機是(shi)芯(xin)(xin)片生產中最昂貴也是(shi)技術難度最大的設備，因為其決(jue)定(ding)了一塊芯(xin)(xin)片的整體框架與功能。
其實生產(chan)高精度芯片(pian)并不難，只是(shi)生產(chan)速(su)度太慢，而光刻機能快(kuai)速(su)生產(chan)高精度的芯片(pian)，所以很重要。
二、光刻機的工作原理
利用(yong)光(guang)刻(ke)機(ji)發出的(de)(de)光(guang)通過具有(you)圖(tu)形的(de)(de)光(guang)罩對涂有(you)光(guang)刻(ke)膠的(de)(de)薄(bo)片(pian)(pian)曝光(guang)，光(guang)刻(ke)膠見光(guang)后會(hui)發生性質(zhi)變化(hua)，從而(er)使光(guang)罩上得圖(tu)形復印到薄(bo)片(pian)(pian)上，從而(er)使薄(bo)片(pian)(pian)具有(you)電子線路圖(tu)的(de)(de)作(zuo)用(yong)。這就是(shi)(shi)(shi)光(guang)刻(ke)的(de)(de)作(zuo)用(yong)，類似照相(xiang)(xiang)機(ji)照相(xiang)(xiang)。照相(xiang)(xiang)機(ji)拍(pai)攝的(de)(de)照片(pian)(pian)是(shi)(shi)(shi)印在底片(pian)(pian)上，而(er)光(guang)刻(ke)刻(ke)的(de)(de)不(bu)是(shi)(shi)(shi)照片(pian)(pian)，而(er)是(shi)(shi)(shi)電路圖(tu)和(he)其他電子元件(jian)。
簡單點來說，光(guang)(guang)(guang)刻機就是放大(da)的單反，光(guang)(guang)(guang)刻機就是將光(guang)(guang)(guang)罩上的設計好集成電路圖(tu)形通過光(guang)(guang)(guang)線的曝光(guang)(guang)(guang)印到光(guang)(guang)(guang)感(gan)材料上，形成圖(tu)形。
三、光刻機的性能指標
光(guang)(guang)刻機的主要性(xing)能指(zhi)標有：支持基(ji)片(pian)的尺寸范圍，分辨(bian)率、對(dui)準精度、曝(pu)光(guang)(guang)方式、光(guang)(guang)源波長、光(guang)(guang)強均(jun)勻性(xing)、生產效率等。
分(fen)辨率(lv)(lv)是對光刻工(gong)藝加工(gong)可(ke)以達到的最細線條精度的一種描(miao)述方式。光刻的分(fen)辨率(lv)(lv)受(shou)受(shou)光源衍射的限(xian)制(zhi)，所以與光源、光刻系統、光刻膠和工(gong)藝等各方面(mian)的限(xian)制(zhi)。
對(dui)準精度是在多層(ceng)曝光時層(ceng)間(jian)圖案的定位(wei)精度。
曝光(guang)方式(shi)(shi)分為接觸接近式(shi)(shi)、投影式(shi)(shi)和直寫式(shi)(shi)。
曝光光源波(bo)長分為紫外、深紫外和(he)極紫外區域，光源有(you)汞燈，準分子(zi)激光器等(deng)。
四、光刻機制造需要哪些技術
光刻機的制(zhi)造體系(xi)非常復(fu)雜(za)，有兩點至關(guan)重要，即精(jing)密(mi)零部件和組(zu)裝技術。
1、精密零部件
一臺光刻機的(de)制(zhi)造需(xu)(xu)要數萬個(ge)精密零(ling)部件。通常(chang)來(lai)說，一臺光刻機的(de)制(zhi)造需(xu)(xu)要大約八萬個(ge)精密零(ling)件，而目前世界上最為先進的(de)極紫外EUV光刻機所需(xu)(xu)要的(de)制(zhi)造零(ling)件更(geng)是高達十萬余(yu)個(ge)。
一套完整(zheng)的光刻(ke)機(ji)包(bao)(bao)括多個(ge)組(zu)成系(xi)統(tong)(tong)，主要包(bao)(bao)括曝光系(xi)統(tong)(tong)、自動對準(zhun)系(xi)統(tong)(tong)、整(zheng)機(ji)軟(ruan)件系(xi)統(tong)(tong)等。其中，曝光系(xi)統(tong)(tong)更(geng)是包(bao)(bao)含了照(zhao)明系(xi)統(tong)(tong)和投(tou)影物(wu)鏡。
在組成光(guang)科技的(de)所有核心(xin)(xin)精密零件中，光(guang)學(xue)鏡頭、光(guang)學(xue)光(guang)源、雙工(gong)作臺(tai)又可以說是核心(xin)(xin)中的(de)核心(xin)(xin)。
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(zhong)(zhong)要(yao)的重(zhong)(zhong)要(yao)性(xing)。而世界上最為先進的EUV極紫外(wai)光刻機唯(wei)一可以使用的鏡頭就是由蔡司(si)公司(si)生產的鏡頭。
光(guang)刻(ke)機的光(guang)學光(guang)源(yuan)所包含的光(guang)源(yuan)波長是決(jue)定光(guang)刻(ke)機工業能力(li)的重要部分。需要特別注意的是，光(guang)刻(ke)機所需要的光(guang)源(yuan)，必須(xu)具備體積小、功(gong)率高以及穩定的幾個特點(dian)。
比如說極紫外EUV光(guang)(guang)刻(ke)機(ji)所(suo)使用的光(guang)(guang)源波(bo)長是(shi)僅僅只有13.5納米的極紫外光(guang)(guang)，其所(suo)使用的光(guang)(guang)學(xue)系統極為復雜。
光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機中(zhong)所需要的(de)工作臺系能夠(gou)(gou)影響光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機運行(xing)過程中(zhong)的(de)精(jing)度和產效，含(han)有的(de)綜合技(ji)術難度非常高。因為這種工作臺中(zhong)具有承(cheng)載硅片來能夠(gou)(gou)完(wan)成光(guang)(guang)刻(ke)(ke)(ke)機運行(xing)過程中(zhong)的(de)一系列超精(jing)密的(de)運動系統，其中(zhong)包(bao)括上下片、對準、景圓面型測量、曝光(guang)(guang)等(deng)等(deng)。
2、組裝技術
一(yi)臺光(guang)刻機不僅需(xu)要精(jing)密的(de)零件(jian)，這些零件(jian)的(de)組(zu)裝(zhuang)技術(shu)也至(zhi)關重要。
當所(suo)有(you)(you)零件都準備就緒之后，接(jie)下來的(de)組(zu)裝(zhuang)過(guo)程(cheng)將直接(jie)影響一(yi)個光刻機的(de)運(yun)行(xing)效(xiao)能。現在(zai)(zai)光刻機主要生(sheng)產商荷蘭(lan)ASML公司（中文譯名：阿斯麥爾）的(de)生(sheng)產過(guo)程(cheng)從本質上來說更(geng)像(xiang)是(shi)一(yi)個零件組(zu)裝(zhuang)公司，因為ASML公司生(sheng)產光刻機所(suo)需要的(de)將近90%的(de)部件是(shi)從世(shi)(shi)界(jie)各地采購，其在(zai)(zai)世(shi)(shi)界(jie)上擁有(you)(you)超過(guo)五千家(jia)供應商。
換(huan)句(ju)話說，ASML公司之(zhi)所(suo)以能夠(gou)在(zai)光(guang)刻(ke)機(ji)制造(zao)技(ji)(ji)術上打敗尼康以及佳能等(deng)其他光(guang)刻(ke)機(ji)生產對手，從(cong)而在(zai)全(quan)球光(guang)刻(ke)機(ji)制造(zao)和銷(xiao)售市(shi)場上占據領先地位，一(yi)個(ge)重要原因(yin)就是強大的組裝(zhuang)技(ji)(ji)術。
一家(jia)強大(da)的(de)(de)(de)光刻(ke)機組(zu)裝(zhuang)(zhuang)企業需要具(ju)有各(ge)種(zhong)嫻熟的(de)(de)(de)技術工人和各(ge)種(zhong)組(zu)裝(zhuang)(zhuang)方面的(de)(de)(de)知識(shi)產權，從而能夠清楚明白各(ge)種(zhong)精密元(yuan)件(jian)如(ru)何組(zu)裝(zhuang)(zhuang)，進而通過他們嫻熟的(de)(de)(de)操作和系統的(de)(de)(de)知識(shi)來快(kuai)速和精確的(de)(de)(de)制造(zao)一臺光刻(ke)機。
我國目前在光刻機的技(ji)術(shu)方面，經過近二十年的關(guan)鍵技(ji)術(shu)攻(gong)克，已經取得長足發展(zhan)。
從光(guang)刻(ke)(ke)機(ji)雙工作(zuo)臺(tai)來說，中(zhong)(zhong)國華卓精科與清華團隊(dui)生產聯合研(yan)制的(de)雙工作(zuo)臺(tai)已經打(da)破ASML的(de)技(ji)術壟(long)斷，至于光(guang)刻(ke)(ke)機(ji)的(de)同(tong)步光(guang)源設備(bei)和光(guang)學鏡(jing)頭的(de)技(ji)術也在哈(ha)工大等(deng)全國知名科研(yan)機(ji)構的(de)潛心研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)獲得了迅猛(meng)發展(zhan)。
可以說(shuo)，目前(qian)我(wo)國人才、資源、資金等各個方面(mian)都已具(ju)備，未(wei)來我(wo)們擁有屬于自己的光刻機只是時(shi)間問(wen)題，未(wei)來前(qian)景可期！
