光刻机不是外星人的科技,因为它的原理相当简单,每个人都可以理解。但是它所要求的精度非常高,需要一些特制的材料和技术才能制造出来。
光刻机原理
光刻技术就和摄影是一样的,它利用光将图像移植到基板上。对于以前的相机来说,这个基板就是胶卷;而对于光刻机来说,硅芯片就是它的基板。摄影的时候,物体发出的光线通过镜头到达了胶卷。而对于芯片制造,工程师把电路图案设计在掩模上,然后光线穿过掩模,并通过一系列光学镜头缩小图像,把它刻在芯片上晶圆上。
晶圆上覆盖有光刻胶,而掩模就覆盖在其上。当光线穿过掩模时,那些没有被掩模所覆盖的光刻胶就会变硬,而不被光所照射到的光刻胶仍会呈现出液态,最后会被化学清洗掉,只留下裸露出来的芯片和硬化的光刻胶。
光的波长是芯片的一大关键因素。波长越短,可以蚀刻到硅片上的晶体管就越多,芯片的性能也就越好。从2001年开始,市场上就出现了波长248纳米的深紫外光。但是,现在更是有波长13.4纳米的极紫外光。
技术上的困难
但是,波长越短困难也就越明显。在极紫外光的情况下,整个过程都必须在真空进行,因为连空气都会吸收它们。而且,这些光要经过一系列的光学器件的透射和反射,它也会被吸收掉很大一部分。最好的涂层能在极紫外光的情况下反射70%,如果没有这种涂层,那么它将全部被吸收。70%看起来很好了,但是在经历多次反射之后,70%的N次方会使它的功率几乎微乎其微,可见它的初始功率将会非常大。 燃气热水器为什么忽冷忽热
还有一点,这些光学器件和涂层的精度要求都非常高,因为只要光线有一点扭曲,那么它可能扭曲印刷电路的图形,从而导致芯片功能上的问题。
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