一、光刻機是干什么用的
光刻機是用來制造(zao)芯片(pian)的(de)。光刻機又被稱(cheng)為掩(yan)膜對(dui)準曝光機，在芯片(pian)生產中用于光刻工藝(yi)，而光刻工藝(yi)又是生產流程中最關鍵(jian)的(de)一步，所以光刻機又是芯片(pian)生產中不(bu)可缺少的(de)設(she)備。
光(guang)刻(ke)機決定(ding)了芯片的精密尺寸，設(she)計師(shi)設(she)計好芯片線路(lu)(lu)，再通過光(guang)刻(ke)機將線路(lu)(lu)刻(ke)在芯片上(shang)(shang)，其尺度通常在微米級以(yi)上(shang)(shang)。
光刻機是(shi)芯片(pian)生產中(zhong)最(zui)昂(ang)貴也是(shi)技術難(nan)度最(zui)大的設備，因為其決定了一塊芯片(pian)的整體框(kuang)架與功能。
其(qi)實生(sheng)產(chan)高精度芯片并不難，只是生(sheng)產(chan)速度太慢，而光刻機(ji)能快速生(sheng)產(chan)高精度的芯片，所以很(hen)重要。
二、光刻機的工作原理
利用光(guang)(guang)(guang)刻(ke)機(ji)發出的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)通過(guo)具有圖形的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)罩對涂有光(guang)(guang)(guang)刻(ke)膠的(de)(de)(de)薄(bo)片(pian)(pian)曝(pu)光(guang)(guang)(guang)，光(guang)(guang)(guang)刻(ke)膠見光(guang)(guang)(guang)后會發生(sheng)性質變化(hua)，從而(er)使(shi)光(guang)(guang)(guang)罩上得(de)圖形復印到薄(bo)片(pian)(pian)上，從而(er)使(shi)薄(bo)片(pian)(pian)具有電子(zi)線路(lu)圖的(de)(de)(de)作用。這就是光(guang)(guang)(guang)刻(ke)的(de)(de)(de)作用，類似照相機(ji)照相。照相機(ji)拍攝的(de)(de)(de)照片(pian)(pian)是印在底片(pian)(pian)上，而(er)光(guang)(guang)(guang)刻(ke)刻(ke)的(de)(de)(de)不是照片(pian)(pian)，而(er)是電路(lu)圖和其他電子(zi)元件。
簡單點來說，光刻機就(jiu)是(shi)(shi)放大(da)的(de)單反，光刻機就(jiu)是(shi)(shi)將光罩上的(de)設計好集(ji)成電路圖形(xing)通(tong)過光線(xian)的(de)曝光印到光感(gan)材料上，形(xing)成圖形(xing)。
三、光刻機的性能指標
光(guang)(guang)(guang)(guang)刻機的主要性能指(zhi)標有：支持基(ji)片的尺寸范圍，分辨率(lv)、對準精(jing)度、曝光(guang)(guang)(guang)(guang)方式、光(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)波長、光(guang)(guang)(guang)(guang)強(qiang)均勻性、生產(chan)效率(lv)等。
分(fen)辨率是對光刻工(gong)(gong)藝(yi)加工(gong)(gong)可以達到的(de)最細線條精度的(de)一種描述(shu)方(fang)式。光刻的(de)分(fen)辨率受受光源衍射的(de)限(xian)制，所以與(yu)光源、光刻系(xi)統、光刻膠和工(gong)(gong)藝(yi)等各方(fang)面(mian)的(de)限(xian)制。
對準精度(du)是在多層(ceng)(ceng)曝(pu)光時(shi)層(ceng)(ceng)間圖案的定位精度(du)。
曝光(guang)方(fang)式(shi)分為接(jie)觸接(jie)近(jin)式(shi)、投影式(shi)和直寫(xie)式(shi)。
曝(pu)光(guang)光(guang)源波長分(fen)為紫外、深紫外和極紫外區域，光(guang)源有(you)汞燈，準分(fen)子激光(guang)器(qi)等。
四、光刻機制造需要哪些技術
光刻機的(de)制造體系非(fei)常復雜，有兩(liang)點至關重要，即精密零部件和組裝技術。
1、精密零部件
一臺(tai)光刻(ke)機(ji)的(de)制(zhi)造需(xu)要(yao)數萬(wan)個(ge)(ge)精(jing)密零(ling)(ling)部件。通常來說(shuo)，一臺(tai)光刻(ke)機(ji)的(de)制(zhi)造需(xu)要(yao)大約八萬(wan)個(ge)(ge)精(jing)密零(ling)(ling)件，而(er)目前世界上最為先進的(de)極(ji)紫外EUV光刻(ke)機(ji)所需(xu)要(yao)的(de)制(zhi)造零(ling)(ling)件更(geng)是高達十萬(wan)余個(ge)(ge)。
一套完整的光(guang)(guang)刻機(ji)包括多個組成系(xi)(xi)統(tong)(tong)，主要(yao)包括曝光(guang)(guang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、自動對準系(xi)(xi)統(tong)(tong)、整機(ji)軟件系(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)。其中(zhong)，曝光(guang)(guang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)更是包含了照明(ming)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和投影物鏡。
在組成光(guang)(guang)科技(ji)的所(suo)有核心(xin)精密零件中(zhong)，光(guang)(guang)學鏡頭、光(guang)(guang)學光(guang)(guang)源、雙工(gong)作臺又可以說是核心(xin)中(zhong)的核心(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(zhi)關重要(yao)的(de)重要(yao)性。而(er)世(shi)界(jie)上最為(wei)先(xian)進的(de)EUV極紫(zi)外光刻機唯一可以使用的(de)鏡(jing)頭就是由蔡司公司生產(chan)的(de)鏡(jing)頭。
光(guang)刻機(ji)的(de)光(guang)學光(guang)源(yuan)(yuan)所包(bao)含的(de)光(guang)源(yuan)(yuan)波長(chang)是(shi)決定光(guang)刻機(ji)工業能力的(de)重要(yao)部分。需(xu)要(yao)特別(bie)注(zhu)意的(de)是(shi)，光(guang)刻機(ji)所需(xu)要(yao)的(de)光(guang)源(yuan)(yuan)，必須具備體積(ji)小(xiao)、功(gong)率高以及穩定的(de)幾個特點。
比如說極(ji)紫外(wai)EUV光刻機所使(shi)用的光源波長是(shi)僅(jin)僅(jin)只有(you)13.5納(na)米的極(ji)紫外(wai)光，其所使(shi)用的光學系統極(ji)為復雜(za)。
光(guang)刻機中(zhong)(zhong)所(suo)需要的(de)工作(zuo)臺系(xi)能夠影響光(guang)刻機運行過程中(zhong)(zhong)的(de)精度和產效，含有(you)的(de)綜合(he)技術(shu)難度非常高。因為這種工作(zuo)臺中(zhong)(zhong)具有(you)承(cheng)載硅片(pian)來能夠完成(cheng)光(guang)刻機運行過程中(zhong)(zhong)的(de)一系(xi)列(lie)超精密的(de)運動系(xi)統，其中(zhong)(zhong)包括上下(xia)片(pian)、對準、景圓面型測量、曝光(guang)等等。
2、組裝技術
一臺光刻機不僅需要精(jing)密的零(ling)件，這(zhe)些零(ling)件的組(zu)裝技術也至關重要。
當所有零件都準備就緒之后，接(jie)下來的組裝(zhuang)過(guo)程將(jiang)直接(jie)影響(xiang)一個(ge)光刻機(ji)的運行效(xiao)能。現在(zai)光刻機(ji)主要(yao)生(sheng)產商荷(he)蘭(lan)ASML公司(si)（中文譯名：阿(a)斯麥爾）的生(sheng)產過(guo)程從(cong)本質上(shang)來說更像(xiang)是(shi)一個(ge)零件組裝(zhuang)公司(si)，因為ASML公司(si)生(sheng)產光刻機(ji)所需(xu)要(yao)的將(jiang)近90%的部件是(shi)從(cong)世界各(ge)地采購(gou)，其在(zai)世界上(shang)擁(yong)有超過(guo)五千家供應商。
換句話(hua)說，ASML公(gong)司(si)之(zhi)所以能(neng)夠(gou)在光(guang)刻機制造(zao)技術(shu)上打敗尼(ni)康(kang)以及佳能(neng)等其他光(guang)刻機生產對(dui)手(shou)，從而在全(quan)球光(guang)刻機制造(zao)和(he)銷(xiao)售市場上占據領先(xian)地位，一個重要原因就是強大的組裝技術(shu)。
一(yi)家強大的(de)光刻(ke)機組裝企業(ye)需要(yao)具有各(ge)種(zhong)嫻(xian)熟(shu)的(de)技(ji)術工人和各(ge)種(zhong)組裝方面的(de)知識產權，從而(er)能夠清楚明白各(ge)種(zhong)精密元件如何(he)組裝，進而(er)通過(guo)他們嫻(xian)熟(shu)的(de)操作(zuo)和系統(tong)的(de)知識來快速(su)和精確(que)的(de)制(zhi)造一(yi)臺光刻(ke)機。
我國目(mu)前在光刻機(ji)的技術方(fang)面，經(jing)過近(jin)二(er)十年(nian)的關鍵技術攻克(ke)，已經(jing)取得長足發展。
從光(guang)刻(ke)機雙(shuang)工作(zuo)臺來說，中國華卓精科與清華團隊生產聯(lian)合研(yan)制的雙(shuang)工作(zuo)臺已(yi)經(jing)打破ASML的技術(shu)壟斷，至(zhi)于光(guang)刻(ke)機的同(tong)步光(guang)源設備和光(guang)學鏡頭的技術(shu)也在哈工大等全國知名科研(yan)機構(gou)的潛(qian)心研(yan)究(jiu)中獲得了迅(xun)猛(meng)發(fa)展。
可以(yi)說，目前我國人才、資源、資金(jin)等各個(ge)方面都已具(ju)備，未來我們擁(yong)有(you)屬于自己的光刻機只(zhi)是時間問題，未來前景可期！
