制造一个芯片看似简单，但考虑到光实际上并不是沿直线传播的，尤其是放在纳米尺度上，光波动的影响就出现了。这里提到了瑞利判据。综上所述，如果你想实现更小规模的光刻，你的光源波长必须足够小。例如，目前世界上最先进的光刻技术使用13.5nm的极紫外EUV光源，这是世界上最先进的商业化量产工艺。光刻技术原理光刻就是制作芯片制作所需的电路和功能区域。利用掩模光刻机发出的光，通过带有图案的掩模对涂有光刻胶的薄片进行曝光，光刻胶看到光后会改变其性质，从而可以将掩模上的图案复制到薄片上，使薄片具有电子电路图的功能。这就是光刻的作用，类似相机摄影。相机拍摄的照片印在底片上，但电路图和其他电子元件是用光刻法蚀刻的，而不是照片。
光刻是一种精密的微加工技术。常规光刻是利用波长为2000 ~ 4500埃的紫外光作为图像信息的载体，以光刻胶作为中间(图像记录)介质，实现图像的转换、转移和处理，最终将图像信息传递到晶片(主要是硅片)或介质层上的工艺。从广义上讲，光刻包括影印和刻蚀两个主要方面1、影印：将掩膜版上预制的器件或电路图形，按照所需位置，通过曝光系统精确地转移到晶片表面或介质层上预涂的薄光刻胶层上。2、刻蚀工艺：利用化学或物理的方法，去除薄抗蚀剂层的未掩蔽的晶片表面或介质层，从而在晶片表面或介质层上获得与薄抗蚀剂层图案完全一致的图案。集成电路的功能层三维重叠，因此光刻工艺总是重复多次。比如大规模集成电路需要10次左右的光刻才能完成各层图形的全部转移。狭义的光刻仅指影印。光刻技术难点虽然光刻技术的进化过程超级复杂，但其核心是三大定律。定律一：摩尔定律众所周知，世界是由0和1组成的，而芯片中代表0和1的基本元件就是晶体管。晶体管越多，芯片的运行速度越快。摩尔定律说，同样大小的芯片中的晶体管数量每两年就会增加一倍，性能也会提高一倍。这就需要越来越精密的芯片制造。到目前为止，两个设备之间的距离只能是几纳米。那么你是如何做出这么好的东西的呢？一般来说，做小东西的核心思路是放大，比如杠杆机械结构。纳米级精度上，机械方法肯定不行，所以用光。光是通过投影放大的，光刻机的核心是做一个放大的透明模具，在模具上打印出想要的形状，光可以通过模具照射到硅片上，产生小尺寸。由于技术瓶颈，摩尔定律在几年前几乎失效，ASML用20年建成的世界最先进技术EUV又一次把摩尔的法律前进。定律二：瑞利判据根据光的波长产生光谱，可见光从400 nm到650 nm，从红色到紫色。瑞利判据表明光学系统能够分辨的尺寸与光的波长成正比，所以要做更小的尺寸，就要能够分辨更小的尺寸，光的波长会越来越短。然而，制造短波长的光是困难的。早些年，汞灯被用于掩模对准器。但随着尺寸要求越来越严格，人们对光谱的短波长方向有了更深入的研究，逐渐进入紫外光的范围，称为UV(紫外线)。目前业内主要生产力量使用的波长是193nm，称为DUV(深紫外)。DUV光源具有很高的成熟度，甚至可以直接用于医疗(如近视矫正)。但是在这个波长很难加工出更精细的尺寸，技术升级一直困扰着整个行业，直到EUV(极紫外)技术的出现。EUV可用光的波长降低到13.5 nm，用超过20000瓦的二氧化碳激光器的激光脉冲轰击金属锡，可以产生更短波长的光。事实上，撞击金属锡的想法已经被验证了很长时间，但是这种方法产生的光的强度还不够。直到2015年左右，一些科学家提出，如果一次打击不够，就进行两次打击。第一个脉冲负责压平金属液滴，从而扩大第二击的面积，第二个脉冲真正激发了光。这有多难？金属液滴只有20微米大小，它从空中落下。运动时用光打它就像用乒乓球打苍蝇，连续打两次。更重要的是，击打产生的光的持续时间很短，需要每秒5万次的高频率重复。
定律三：光源只是起点，离晶圆终点还有很长的路要走。这个过程需要镜子对光线进行调节和过滤，所以光路布局也是重要的一环。实际上，光在每次反射后会损失一些光强，因为EUV光很容易被吸收。经过一系列的反射镜后，只剩下2%的光强，另外98%被吸收，所以所需的光强非常大，很耗电。这里的反光板是特殊材料制成的，只反射13.5纳米的光，其他的光会被直接吸收。虽然它的直径只有30厘米，但它的表面极其平坦。有多平？比如镜子放大到地球那么大，上面只能有一根头发丝一样的凸起，而这个镜子有40层。考虑到误差会积累，所以对每一层的平滑度要求非常严格。
审计刘清
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