存储学堂丨光刻机为何需要上亿元？

   之前为大家普及过沙子做成的芯片为何如此昂贵？不仅与其繁琐的制作过程有关更与其制作设备息息相关，完整芯片的制作步骤中有一个光刻流程，而这一程序就需要用到上亿元的光刻机。一台机器就要上亿元，为何需要如此昂贵？下面我们就来了解什么是光刻机以及它的工作原理。

什么是光刻机？

   光刻机是芯片制造的核心设备之一，按照用途分为：用于生产芯片的光刻机；用于封装的光刻机；用于LED制造领域的投影光刻机。而用于生产芯片的光刻机是中国半导体设备制造上的最大短板，只能依靠进口购买高端高科技，2018年一季度厦门企业就从荷兰进口光刻机用于芯片生产设备。

光刻机的工作原理

   下面我们通过光刻机原理图来了解各设备的作用。

   测试台、曝光台：承载硅片的工作台。

   激光台：即光源，核心设备之一。

   光束矫正器：矫正光速入射方向，让激光束尽量平行。

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

   光束形状设置：设置光束为圆形、环形等不同形状，不同光束状态有不同的光学特性。

   遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

   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。

   掩膜版：承载掩膜版运动的设备，运动控制精度是nm级。

   物镜：补偿光学误差，并将线路图等比缩小。

   硅片：晶圆制成的圆片。

   内部封闭框架、减压器：隔离工作台与外部环境，保持水平，减少外界干扰。

   在加工芯片的过程中，光机通过一系列的光源能量、形状控制手段，将光束投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在硅片上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的线路图。一般光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、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，曝光控制过程也需更精密。

光刻机的现状

   目前，荷兰ASML是光刻机领域的老大，占据80%的市场份额，垄断了高端光刻机市场，最先进的EUV光刻机也得依赖ASML生产，而中国目前技术领先的光刻机生厂商只能生产用来加工的90nm芯片的光刻机，技术相差甚远，因此想拥有高端的光刻机只能依赖于进口，这也是光刻机如此昂贵的原因。因此想减少成本，加强中国半导体行业发展，还得从源头解决，开发出高端的设备，才能更好的制造芯片，从而构成器件，才能改变现状

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