一、光刻機(jī)是干什么用的

光刻機(jī)是用來制造芯片的。光刻機(jī)又被稱為掩膜對準(zhǔn)曝光機(jī)，在芯片生產(chǎn)中用于光刻工藝，而光刻工藝又是生產(chǎn)流程中最關(guān)鍵的一步，所以光刻機(jī)又是芯片生產(chǎn)中不可缺少的設(shè)備。

光刻機(jī)決定了芯片的精密尺寸，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)好芯片線路，再通過光刻機(jī)將線路刻在芯片上，其尺度通常在微米級以上。

光刻機(jī)是芯片生產(chǎn)中最昂貴也是技術(shù)難度最大的設(shè)備，因?yàn)槠錄Q定了一塊芯片的整體框架與功能。

其實(shí)生產(chǎn)高精度芯片并不難，只是生產(chǎn)速度太慢，而光刻機(jī)能快速生產(chǎn)高精度的芯片，所以很重要。

二、光刻機(jī)的工作原理

利用光刻機(jī)發(fā)出的光通過具有圖形的光罩對涂有光刻膠的薄片曝光，光刻膠見光后會(huì)發(fā)生性質(zhì)變化，從而使光罩上得圖形復(fù)印到薄片上，從而使薄片具有電子線路圖的作用。這就是光刻的作用，類似照相機(jī)照相。照相機(jī)拍攝的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是電路圖和其他電子元件。

簡單點(diǎn)來說，光刻機(jī)就是放大的單反，光刻機(jī)就是將光罩上的設(shè)計(jì)好集成電路圖形通過光線的曝光印到光感材料上，形成圖形。

三、光刻機(jī)的性能指標(biāo)

光刻機(jī)的主要性能指標(biāo)有：支持基片的尺寸范圍，分辨率、對準(zhǔn)精度、曝光方式、光源波長、光強(qiáng)均勻性、生產(chǎn)效率等。

分辨率是對光刻工藝加工可以達(dá)到的最細(xì)線條精度的一種描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制，所以與光源、光刻系統(tǒng)、光刻膠和工藝等各方面的限制。

對準(zhǔn)精度是在多層曝光時(shí)層間圖案的定位精度。

曝光方式分為接觸接近式、投影式和直寫式。

曝光光源波長分為紫外、深紫外和極紫外區(qū)域，光源有汞燈，準(zhǔn)分子激光器等。

四、光刻機(jī)制造需要哪些技術(shù)

光刻機(jī)的制造體系非常復(fù)雜，有兩點(diǎn)至關(guān)重要，即精密零部件和組裝技術(shù)。

1、精密零部件

一臺光刻機(jī)的制造需要數(shù)萬個(gè)精密零部件。通常來說，一臺光刻機(jī)的制造需要大約八萬個(gè)精密零件，而目前世界上最為先進(jìn)的極紫外EUV光刻機(jī)所需要的制造零件更是高達(dá)十萬余個(gè)。

一套完整的光刻機(jī)包括多個(gè)組成系統(tǒng)，主要包括曝光系統(tǒng)、自動(dòng)對準(zhǔn)系統(tǒng)、整機(jī)軟件系統(tǒng)等。其中，曝光系統(tǒng)更是包含了照明系統(tǒng)和投影物鏡。

在組成光科技的所有核心精密零件中，光學(xué)鏡頭、光學(xué)光源、雙工作臺又可以說是核心中的核心。

擁有高數(shù)值孔徑的光學(xué)鏡頭是決定光刻機(jī)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(jī)具有至關(guān)重要的重要性。而世界上最為先進(jìn)的EUV極紫外光刻機(jī)唯一可以使用的鏡頭就是由蔡司公司生產(chǎn)的鏡頭。

光刻機(jī)的光學(xué)光源所包含的光源波長是決定光刻機(jī)工業(yè)能力的重要部分。需要特別注意的是，光刻機(jī)所需要的光源，必須具備體積小、功率高以及穩(wěn)定的幾個(gè)特點(diǎn)。

比如說極紫外EUV光刻機(jī)所使用的光源波長是僅僅只有13.5納米的極紫外光，其所使用的光學(xué)系統(tǒng)極為復(fù)雜。

光刻機(jī)中所需要的工作臺系能夠影響光刻機(jī)運(yùn)行過程中的精度和產(chǎn)效，含有的綜合技術(shù)難度非常高。因?yàn)檫@種工作臺中具有承載硅片來能夠完成光刻機(jī)運(yùn)行過程中的一系列超精密的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其中包括上下片、對準(zhǔn)、景圓面型測量、曝光等等。

2、組裝技術(shù)

一臺光刻機(jī)不僅需要精密的零件，這些零件的組裝技術(shù)也至關(guān)重要。

當(dāng)所有零件都準(zhǔn)備就緒之后，接下來的組裝過程將直接影響一個(gè)光刻機(jī)的運(yùn)行效能?，F(xiàn)在光刻機(jī)主要生產(chǎn)商荷蘭ASML公司（中文譯名：阿斯麥爾）的生產(chǎn)過程從本質(zhì)上來說更像是一個(gè)零件組裝公司，因?yàn)锳SML公司生產(chǎn)光刻機(jī)所需要的將近90%的部件是從世界各地采購，其在世界上擁有超過五千家供應(yīng)商。

換句話說，ASML公司之所以能夠在光刻機(jī)制造技術(shù)上打敗尼康以及佳能等其他光刻機(jī)生產(chǎn)對手，從而在全球光刻機(jī)制造和銷售市場上占據(jù)領(lǐng)先地位，一個(gè)重要原因就是強(qiáng)大的組裝技術(shù)。

一家強(qiáng)大的光刻機(jī)組裝企業(yè)需要具有各種嫻熟的技術(shù)工人和各種組裝方面的知識產(chǎn)權(quán)，從而能夠清楚明白各種精密元件如何組裝，進(jìn)而通過他們嫻熟的操作和系統(tǒng)的知識來快速和精確的制造一臺光刻機(jī)。

我國目前在光刻機(jī)的技術(shù)方面，經(jīng)過近二十年的關(guān)鍵技術(shù)攻克，已經(jīng)取得長足發(fā)展。

從光刻機(jī)雙工作臺來說，中國華卓精科與清華團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)聯(lián)合研制的雙工作臺已經(jīng)打破ASML的技術(shù)壟斷，至于光刻機(jī)的同步光源設(shè)備和光學(xué)鏡頭的技術(shù)也在哈工大等全國知名科研機(jī)構(gòu)的潛心研究中獲得了迅猛發(fā)展。

可以說，目前我國人才、資源、資金等各個(gè)方面都已具備，未來我們擁有屬于自己的光刻機(jī)只是時(shí)間問題，未來前景可期！