高科技的光刻机,原理竟是“冲洗照片”?难怪尼康、佳能也在做!

高科技的光刻機,原理竟是“沖洗照片”?難怪尼康、佳能也在做!

  先说说一般的“冲印照片”的过程。

  假设拍的是风景,胶片上会有曝光痕迹,先要在暗室里显影,让风景在胶片上显示出来。

  然后在红光下通过放大机,把胶片上的风景投射到相纸上,让相纸曝光。再通过相纸的显影、定影、烘干得到最终的照片。

  除了风景之外,“照片冲印”需要有胶片,有光源、放大机、相纸。

高科技的光刻機,原理竟是“沖洗照片”?難怪尼康、佳能也在做!

  

  光刻机制作芯片的过程,基本和“冲印照片”一样。

  “风景”就是设计好的集成电路图(IC),“胶片”就是一块石英板(光罩),用来记录集成电路图,“相纸”就是硅晶圆,“放大机”就相当于光刻机。

  所不同的是,洗照片是放大,把小胶片放大到相纸上,光刻机是缩小,把电路图缩小到晶圆上。

高科技的光刻機,原理竟是“沖洗照片”?難怪尼康、佳能也在做!

  

  光刻机用的就是现代摄影技术,难怪另两家是:日本的尼康、佳能。

  在光刻机领域,有三家国际大牌:荷兰ASML(艾斯摩尔),日本Nikon(尼康),日本Canon(佳能)。

  但高端光刻机市场,荷兰ASML是无可争议的世界霸主,把第二名都甩得很远,因为技术难度太高、需要的投资太大,尼康、佳能已经放弃EUV光刻机的研发。

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  光刻机的原理虽然简单,但对精度的要求极其地高。

  7纳米什么概念?1颗原子的大小是0.1纳米,7纳米就是70个原子。所以EUV光刻过程是在真空环境下进行的,因为空气分子也会干扰EUV光线。而且机械的动作精度度以皮米计(万亿分之一米)。

  光刻机上反射镜是核心部件,反射镜的精度以皮米计(万亿分之一米)。ASML总裁曾说过,如果反射镜面积有德国那么大(大概是山东、河南两省面积之和),最高的突起不能超过1厘米。

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  ASML虽然是荷兰公司,但离不开德国镜头、美国光源,以及各国大客户的支援。

  荷兰ASML虽然垄断了高端光刻机,但也不是完全技术独立,它的透镜来自德国蔡司,光源来自美国Cymer。

  光刻机由于技术难度巨大,资金上的投入也巨大,ASML为了分担研发风险,把上下游都拉进来做利益捆绑,让英特尔、三星、台积电做自己的股东,所以ASML实际上是多国投资的项目。

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  今日话题:你看好中国自主研发的光刻机吗?

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