光刻机的技术难在哪里

光刻机的技术难在哪里

中国是世界上最大的芯片消费国，每年芯片的进口额甚至超过了石油进口额，中国芯片行业落后于世界领先水平是个不争的事实。近年来中国芯片设计水平的有了巨大提升，但芯片制造技术的落后依然是埋藏在国人内心深处的巨大痛楚。

光刻机的原理

为了便于形象地解释，光刻机制造芯片的过程就相当于“冲洗照片”。设计好的集成电路的电路图相当于照片的“拍摄的内容”，晶圆就相当于“相纸”，光刻机的其它机构就相当于与照相机的“镜头机构”。

不同的是洗照片是将照片放大呈现到相纸上，制造芯片是将设计的集成电路微缩到晶圆上拇指大小的区域内，而且电路的投影精度达到了纳米量级。

光刻机的加工过程

光刻机技术发展已经发展到了紫外光阶段，我们就以紫外光为例说明。光刻机加工芯片的过程简单地讲就是，光源提供的紫外光照射到刻着电路设计图的掩模板上，紫外光透过掩模板后进入物镜，物镜将掩模板上的电路图大比例的缩小后，将电路投影到硅片上，这样硅片上就刻下设计好的电路图，这个过程中曝光台和测量台处于联动的状态。

光刻机的难度

光刻机的零部件数量巨大，我们只讲解其中几个最关键的部分。光源：发出的紫外光必须足够“纯净”和稳定，也就是说光源必需发出能量稳定且光谱必需很窄很窄的紫光，这样才能保证加工精度和精度的稳定性。

测量台和曝光台的移动控制：因为他们是联动的，所以二者的移动的同步性和精确性的要求十分高，要达到纳米精度，因此对控制它们移动的超精度测量器与控制器的技术要求极高。

物镜：由于所加工的对象是纳米量级的精度，所以物镜对物镜制造材料和制造精度都有极高的要求，包括：材料的纯度、镜面曲度的加工精度、抛光度、镜片厚度的均匀度等。另外光刻机的研发也离不开巨额资金的支持!