光刻机是干什么用的，工作原理是什么？

一、用途

光刻机是芯片制造的核心设备之一，按照用途可以分为好几种：有用于生产芯片的光刻机；有用于封装的光刻机；还有用于LED制造领域的投影光刻机。

用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口，本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。

二、工作原理

在加工芯片的过程中，光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图。

一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。

扩展资料

光刻机的结构：

1、测量台、曝光台：是承载硅片的工作台。

2、激光器：也就是光源，光刻机核心设备之一。

3、光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

4、能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

5、光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

6、遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

7、能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

8、掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。

9、掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

10、物镜：物镜用来补偿光学误差，并将线路图等比例缩小。

11、硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、 notch。

12、内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

参考资料来源：百度百科-光刻机

这位网友说，“记得十年前的课本上就介绍世界上最小的汉字"中国"是通过移动硅原子写出来的。 难道光刻的级别比原子级别更小，这不合逻辑吧。”

这位提出问题的朋友可能对光刻机不太了解。这么说吧，光刻机就是一种感光技术，给电子设备（当然是纳米级别的）投影。这种投影要求精度非常高，甚至一点点的震动都可能照成不可挽回的次品出现。因此，光刻机在光刻时需要在真空条件下进行。

同时，光刻的光源要求十分苛刻。

光刻机分为紫外光源（UV）、深紫外光源(DUV)、极紫外光源（EUV）。按照发展轨迹，最早的光刻机光源即为汞灯产生的紫外光源（UV）。之后行业领域内采用准分子激光的深紫外光源（DUV），将波长进一步缩小到ArF的193 nm。由于遇到了技术发展障碍，ArF加浸入技术成为主流。

由于157 nm波长的光线不能穿透纯净水，无法和浸入技术结合。因此，准分子激光光源只发展到了ArF。通过浸没式光刻和双重光刻等工艺，第四代ArF 光刻机最高可以实现22nm 制程的芯片生产，但是在摩尔定律的推动下，半导体产业对于芯片制程的需求已经发展到14nm、10nm、甚至7nm，ArF 光刻机已无法满足这一需求，半导体产业将希望寄予第五代EUV 光刻机。

从这点上来看，光刻机的光源系统有多恐怖。不是简单的曝光就能解决的问题。

而光源的来源更是令人难以置信。

从这些简易的工作原理图上我们就能知道，光刻机要求的技术实在太高了。

就拿减震装置来说，目前只有德国能制造出世界上最小，精度最高的轴承来。

一台光刻机有上万各部件，每个部件都是极其精密的。其工作原理及其复杂。

当然，我们通过隧道显微镜可以看到原子，甚至通过技术手段可以移动某个原子。但是，芯片生产你不可能一个个地移动原子。一个芯片有上百亿个电子器件，不可能靠一个个地移动原子来完成。

原子的直径一般在1E-10米左右，也就是0.1纳米级别，因此，移动原子与光刻机是两码事。

制造光刻机的难度远比移动原子的难度大得多。

1、光刻机，是现代光学工业之花，是半导体行业中的核心技术。可能有很多人都无法切身理解光刻机的重要地位。光刻机，是制造芯片的机器。要是没有了光刻机，我们就没有办法造出芯片，自然也就不会有我们现在的手机、电脑了。

2、光刻机是用于芯片制造的核心设备，按照用途可以分为用于生产芯片的光刻机、用于封装的光刻机和用于LED制造领域的投影光刻机。

3、目前，在全世界范围内，有能力生产光刻机的企业只有寥寥可数的几家，其中的霸主是一家叫做ASML的荷兰公司。ASML是一家市值大约在900亿美元，有着一万六千名员工的公司。在这一万六千人中，研发人员占比超过百分之三十六， 也就是说有超过六千人是研发人员。正是这一万六千人，帮助ASML研发出了世界上最顶尖的光刻机——EUV光刻机。

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