光刻机什么难以制造看完原理你就明白了

最近国产光刻厂炒得火热，众所周知，光刻机一直是我们的卡脖子问题。光刻机究竟有多难制造？这是一块手机芯片，芯片内部分布着上百亿个晶体管，宛如一座超大型城市。芯片的性能很大程度上由晶体管的数量决定。世界上最早的电子计算机使用了18000个电子管，占地面积达到了170m250多年过去了，一块指甲盖大小的芯片上最多能集成超过150亿个晶体管。想要在单位面积增加晶体管的数量，晶体管就必须足够小。比如手机使用的7nm芯片，每平方毫米的面积上能容纳1亿多个晶体管。想要做这种高端芯片，手搓芯片是不可能了，只能用光来雕刻，这就要用到光刻机。在光刻之前，首先需要在晶圆的表面涂上一层光刻胶，接下来就进入光刻环节，光刻机的原理看似复杂，其实一点也不简单。首先，光刻机发出的。光穿过刻有线路图的光眼膜，光眼膜相当于相机的底片，经过物镜补偿各种光学误差后，光眼膜上的线路图被成比例缩小，最后映射到硅晶源上。可以看到，光刻过程中最重要的就是光源，光源采用的是极，此外光波长只有13.5nm。这种光产生过程非常困难。首先光源需要以每秒5万次的频率，用20kW的激光来击打只有20μm的金属吸D，并且在同一瞬间需要连续击中两次，这就相当于从月球发射的一束光源，刚好能精准的照射到地球的一个硬地上。第一次击中能将吸D打扁，第二次击中能使液态烯气化为等离子体，从而产生极子外光。但是这种极子外光除了极子的成分外，还有其他波长的光存在。所以还需要进行筛选，CD旁边的镜子就是筛选光波波长用的，这个镜子是个多层膜结构，光在上面能发生全反射，并。汇聚在远处的中间焦点上，从而找出特定的13.5nm波长。为了保证光的精度和稳定性，即紫外光还需要经过多层透镜的反射，以便减少光的反射，因为任何微小的偏差都会导致光路的偏移。另外，及紫外光极易被空气吸收，每次反射都会损失掉30%左右的光，最终能够使用的光只有5%左右。因此，光刻过程需要在真空和超洁净环境中进行。光刻机的无尘车间每立方米的空气中灰尘颗粒不能超过10个。有了极紫外光，现在就能进行光刻了。极紫外光先从这个位置进入到光刻机的反射系统，经过多层镜面的反射后，光源来到光眼模板，然后再经过多次投射，就能将光眼膜上的集成电路雕刻到晶圆的光刻交上了。接下来就是一系列繁琐的工艺流程，每个工艺流程背后都是一家高科技公司，他们缺一不可，直到将整个金元制造出来。在整个芯片制造过程中，光刻机起到了决定性作用，它的复杂程度让光刻机成为目前人类最顶尖的科技之一。即便是能制造出光刻机的阿斯迈尔，核心技术也只占10%，其他90%的技术也是从各个国家进口，我国科学家也一直在这方面进行着艰苦卓绝的努力。最近，华为的MATE60手机使用上了自研的麒麟9000S芯片，该芯片在制造工艺上做出了重大突破。路漫漫其修远兮，相信不久的将来，我们一定能制造出属于我们自己的光刻场，并最终打赢这场高科技的芯片战争。

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