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一、光刻機是干什么用的

光刻(ke)機(ji)是用來(lai)制造(zao)芯(xin)片(pian)的。光刻(ke)機(ji)又被(bei)稱為掩(yan)膜對準(zhun)曝光機(ji)，在芯(xin)片(pian)生產中(zhong)用于光刻(ke)工藝，而光刻(ke)工藝又是生產流程(cheng)中(zhong)最關鍵的一步(bu)，所(suo)以(yi)光刻(ke)機(ji)又是芯(xin)片(pian)生產中(zhong)不可缺少(shao)的設(she)備。

光刻(ke)機決(jue)定了芯(xin)(xin)(xin)片的精密尺寸，設計師設計好芯(xin)(xin)(xin)片線路(lu)，再通過光刻(ke)機將線路(lu)刻(ke)在芯(xin)(xin)(xin)片上(shang)，其(qi)尺度(du)通常在微米級以上(shang)。

光(guang)刻(ke)機是芯片生(sheng)產中(zhong)最昂貴也(ye)是技術難度最大的(de)設備(bei)，因(yin)為其決定了一塊(kuai)芯片的(de)整體框架與功能。

其實生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)精(jing)度芯片并不(bu)難，只是生(sheng)(sheng)產(chan)速(su)度太慢，而光刻機能(neng)快速(su)生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)精(jing)度的芯片，所(suo)以很重要。

二、光刻機的工作原理

利用(yong)光(guang)(guang)(guang)刻機發出的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通過具有圖(tu)形(xing)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)對涂有光(guang)(guang)(guang)刻膠(jiao)的(de)(de)(de)薄片(pian)(pian)曝光(guang)(guang)(guang)，光(guang)(guang)(guang)刻膠(jiao)見光(guang)(guang)(guang)后會發生性質變化，從而(er)(er)使光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)上得圖(tu)形(xing)復印到(dao)薄片(pian)(pian)上，從而(er)(er)使薄片(pian)(pian)具有電子線(xian)路圖(tu)的(de)(de)(de)作用(yong)。這就是(shi)光(guang)(guang)(guang)刻的(de)(de)(de)作用(yong)，類似照相(xiang)機照相(xiang)。照相(xiang)機拍攝的(de)(de)(de)照片(pian)(pian)是(shi)印在底片(pian)(pian)上，而(er)(er)光(guang)(guang)(guang)刻刻的(de)(de)(de)不是(shi)照片(pian)(pian)，而(er)(er)是(shi)電路圖(tu)和其他電子元件。

簡單點來說，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)刻(ke)機就是放大的單反，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)刻(ke)機就是將(jiang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)罩上的設計好集(ji)成(cheng)電路圖(tu)形通過光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)線的曝(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)印到光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)感材(cai)料上，形成(cheng)圖(tu)形。

三、光刻機的性能指標

光刻機的(de)主要性能指標有：支持基片的(de)尺寸范圍，分辨率、對準精度、曝光方式、光源波長、光強均勻性、生(sheng)產效率等。

分(fen)辨率是對光(guang)(guang)刻工(gong)藝加工(gong)可以(yi)達(da)到的(de)(de)最細線條精(jing)度的(de)(de)一種(zhong)描述方式。光(guang)(guang)刻的(de)(de)分(fen)辨率受(shou)受(shou)光(guang)(guang)源(yuan)衍射的(de)(de)限(xian)制(zhi)，所以(yi)與光(guang)(guang)源(yuan)、光(guang)(guang)刻系統(tong)、光(guang)(guang)刻膠(jiao)和工(gong)藝等各方面(mian)的(de)(de)限(xian)制(zhi)。

對準精(jing)度是在多層曝光時層間圖案的定(ding)位精(jing)度。

曝光方式分為接觸接近(jin)式、投影(ying)式和直寫式。

曝光(guang)光(guang)源波長分為(wei)紫(zi)(zi)外、深紫(zi)(zi)外和極紫(zi)(zi)外區域，光(guang)源有汞燈，準分子(zi)激光(guang)器等(deng)。

四、光刻機制造需要哪些技術

光(guang)刻(ke)機的制造體系非常復雜，有兩點至關(guan)重要，即精密(mi)零部件和組裝技術。

1、精密零部件

一臺光刻(ke)機的(de)(de)制造需(xu)(xu)要數萬個(ge)精密零(ling)部件(jian)。通常來(lai)說(shuo)，一臺光刻(ke)機的(de)(de)制造需(xu)(xu)要大約(yue)八(ba)萬個(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光刻(ke)機所需(xu)(xu)要的(de)(de)制造零(ling)件(jian)更是高達(da)十萬余(yu)個(ge)。

一(yi)套(tao)完整(zheng)的光(guang)刻(ke)機(ji)包(bao)(bao)括多個組(zu)成系(xi)統(tong)(tong)，主要包(bao)(bao)括曝(pu)光(guang)系(xi)統(tong)(tong)、自(zi)動對(dui)準(zhun)系(xi)統(tong)(tong)、整(zheng)機(ji)軟件系(xi)統(tong)(tong)等。其中，曝(pu)光(guang)系(xi)統(tong)(tong)更是包(bao)(bao)含了(le)照明(ming)系(xi)統(tong)(tong)和投影物鏡。

在(zai)組成光(guang)科技的所(suo)有核心精密(mi)零件(jian)中(zhong)，光(guang)學鏡頭、光(guang)學光(guang)源(yuan)、雙(shuang)工作(zuo)臺又可以說是核心中(zhong)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的重要性。而世界(jie)上最(zui)為(wei)先進(jin)的EUV極(ji)紫外光刻機唯一可以使用的鏡頭(tou)(tou)就是由蔡(cai)司公司生產的鏡頭(tou)(tou)。

光(guang)刻機的光(guang)學光(guang)源(yuan)所包(bao)含的光(guang)源(yuan)波長是(shi)決定光(guang)刻機工業(ye)能力的重要(yao)部(bu)分。需要(yao)特(te)別注意(yi)的是(shi)，光(guang)刻機所需要(yao)的光(guang)源(yuan)，必(bi)須具(ju)備(bei)體積小、功率高以及穩定的幾(ji)個特(te)點。

比如(ru)說極紫外EUV光(guang)(guang)刻(ke)機所使(shi)用的(de)光(guang)(guang)源波長是僅僅只有13.5納米的(de)極紫外光(guang)(guang)，其所使(shi)用的(de)光(guang)(guang)學(xue)系統極為復雜。

光(guang)刻機(ji)中所需(xu)要的工作(zuo)臺系能夠影響(xiang)光(guang)刻機(ji)運行(xing)過程(cheng)(cheng)中的精度和產效(xiao)，含有的綜合技術難度非常(chang)高(gao)。因為這種工作(zuo)臺中具有承載硅片來能夠完成光(guang)刻機(ji)運行(xing)過程(cheng)(cheng)中的一系列超精密(mi)的運動系統，其(qi)中包括上(shang)下(xia)片、對準(zhun)、景圓面型測量、曝光(guang)等等。

2、組裝技術

一臺光刻機不僅需(xu)要(yao)精密的零件(jian)，這些零件(jian)的組裝技術(shu)也至關重要(yao)。

當所有零(ling)件都準備就緒之(zhi)后，接下(xia)來(lai)的(de)(de)組(zu)裝過(guo)程(cheng)將(jiang)直接影響一個光刻(ke)機的(de)(de)運行(xing)效能。現在光刻(ke)機主要(yao)生產(chan)商荷蘭ASML公司（中文譯名(ming)：阿斯麥爾）的(de)(de)生產(chan)過(guo)程(cheng)從(cong)本質(zhi)上來(lai)說(shuo)更像是一個零(ling)件組(zu)裝公司，因為ASML公司生產(chan)光刻(ke)機所需要(yao)的(de)(de)將(jiang)近90%的(de)(de)部件是從(cong)世界(jie)(jie)各地采購，其在世界(jie)(jie)上擁有超過(guo)五千(qian)家供應商。

換句話說(shuo)，ASML公司之所(suo)以(yi)能夠在光(guang)刻機制造(zao)技(ji)術(shu)上(shang)打(da)敗尼康以(yi)及佳能等其他(ta)光(guang)刻機生產對手(shou)，從而(er)在全球光(guang)刻機制造(zao)和銷(xiao)售市場上(shang)占據(ju)領(ling)先地位，一個重(zhong)要(yao)原因就是強(qiang)大的組裝(zhuang)技(ji)術(shu)。

一家強大的(de)光(guang)刻機組裝企業需要具有各(ge)種(zhong)嫻熟的(de)技術工人(ren)和各(ge)種(zhong)組裝方面的(de)知識產權，從(cong)而(er)能夠清楚(chu)明白各(ge)種(zhong)精密元件如何組裝，進而(er)通過(guo)他們嫻熟的(de)操作和系統的(de)知識來快速和精確的(de)制造一臺(tai)光(guang)刻機。

我國目前在光刻機的技(ji)術(shu)方面(mian)，經過(guo)近二十年的關鍵技(ji)術(shu)攻克，已經取得長足發展。

從光(guang)(guang)刻(ke)機雙(shuang)工(gong)作臺來說，中(zhong)國(guo)華卓精科與(yu)清華團隊生(sheng)產聯合研制的(de)雙(shuang)工(gong)作臺已經打破ASML的(de)技術壟斷(duan)，至于光(guang)(guang)刻(ke)機的(de)同(tong)步光(guang)(guang)源設備和光(guang)(guang)學鏡頭的(de)技術也(ye)在哈工(gong)大等全國(guo)知名科研機構的(de)潛心研究(jiu)中(zhong)獲得了(le)迅(xun)猛發展。

可以說，目前我國人才、資(zi)源、資(zi)金等各(ge)個方面都已具備，未來(lai)我們(men)擁有屬于自己的光(guang)刻機(ji)只(zhi)是時(shi)間問(wen)題，未來(lai)前景可期！