一、光学系统:比头发丝细万倍的雕刻刀
光刻机的光学系统就像超精密放大镜,需要将电路图案缩小数万倍投影到硅片上。其镜面平整度误差不能超过0.3纳米(相当于北京到上海的铁轨起伏小于1毫米),而一组由20多块镜片组成的系统,累计误差要比单个原子还小。这种精度需要特殊玻璃材料、离子束抛光技术和恒温真空环境共同实现。
二、极紫外光源:驾驭比太阳亮10倍的光
产生13.5纳米极紫外光(EUV)如同在微观世界制造小型太阳:用激光轰击液态锡滴产生等离子体,每秒要精准击中5万次锡滴,同时需多层反射镜收集散射光。整个系统要解决光源稳定性、金属污染防护和能量转换效率三大难题,蕞终只有0.02%的能量能被利用。
三、纳米对准:在足球场上击中移动硬币
让硅片和掩模版始终保持同步,相当于在足球场两端各放一枚硬币,要求运动中的偏差小于3纳米。需要干涉仪实时监测位置,电磁悬浮平台实现纳米级步进,还要补偿温度波动带来的热膨胀。较新技术已能在1秒内完成300次位置校准,比眨眼速度快50倍。
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