VLSI 与制造

光刻(photolithography)

光刻就是用光把电路「印」到硅片上。先在晶圆上涂一层对光敏感的薄膜,叫光刻胶;再让光透过一块带有该层图案的掩模(像镂空模板)照下去,被照到的胶就发生变化——要么被洗掉,要么留下来,从而留出一个清晰的模板。这就像冲洗照片:掩模是底片,光刻胶是相纸,光决定什么能留下来。沿着这些开口蚀刻,再去掉余下的胶,图案就刻进芯片里了。

芯片是一层层叠出来的,所以这套动作要重复几十遍——先做晶体管,再在上面布线——每一层都要与上一层对准到几纳米以内。难点在于分辨率:光画不出比自身波长细太多的线条,所以要做更小的晶体管,就得用更短的光,从紫外一路缩到今天波长 13.5 纳米的极紫外(EUV)。EUV 几乎被一切物质吸收,连空气也挡不住它,所以只能在真空里工作,靠反射镜而非透镜来导光成像,连掩模本身也是一面反射镜,而不是透光的镂空模板——这正是每座先进晶圆厂的工程核心。

一个常见误解:人们说的「制程节点」(5 纳米、3 纳米)如今只是营销标签,既不是光的波长,也不对应芯片上某个单一的实际尺寸。工程师早就用种种技巧突破了波长极限,比如浸没式光刻、光学邻近校正,以及多重曝光——把一个精细层拆成几次较粗的曝光来做。EUV 终于让一次曝光完成过去要四次的活,但每台 ASML 的 EUV 光刻机售价都远超 1.5 亿美元,最新的高数值孔径(High-NA)机型更超过 3.5 亿美元。

又称
lithographylithoEUV光刻微影