这位网友说,“记得十年前的课本上就介绍世界上最小的汉字"中国"是通过移动硅原子写出来的。 难道光刻的级别比原子级别更小,这不合逻辑吧。”
这位提出问题的朋友可能对光刻机不太了解。这么说吧,光刻机就是一种感光技术,给电子设备(当然是纳米级别的)投影。这种投影要求精度非常高,甚至一点点的震动都可能照成不可挽回的次品出现。因此,光刻机在光刻时需要在真空条件下进行。
同时,光刻的光源要求十分苛刻。
光刻机分为紫外光源(UV)、深紫外光源(DUV)、极紫外光源(EUV)。按照发展轨迹,最早的光刻机光源即为汞灯产生的紫外光源(UV)。之后行业领域内采用准分子激光的深紫外光源(DUV),将波长进一步缩小到ArF的193 nm。由于遇到了技术发展障碍,ArF加浸入技术成为主流。
由于157 nm波长的光线不能穿透纯净水,无法和浸入技术结合。因此,准分子激光光源只发展到了ArF。通过浸没式光刻和双重光刻等工艺,第四代ArF 光刻机最高可以实现22nm 制程的芯片生产,但是在摩尔定律的推动下,半导体产业对于芯片制程的需求已经发展到14nm、10nm、甚至7nm,ArF 光刻机已无法满足这一需求,半导体产业将希望寄予第五代EUV 光刻机。
从这点上来看,光刻机的光源系统有多恐怖。不是简单的曝光就能解决的问题。
而光源的来源更是令人难以置信。
从这些简易的工作原理图上我们就能知道,光刻机要求的技术实在太高了。
就拿减震装置来说,目前只有德国能制造出世界上最小,精度最高的轴承来。
一台光刻机有上万各部件,每个部件都是极其精密的。其工作原理及其复杂。
当然,我们通过隧道显微镜可以看到原子,甚至通过技术手段可以移动某个原子。但是,芯片生产你不可能一个个地移动原子。一个芯片有上百亿个电子器件,不可能靠一个个地移动原子来完成。
原子的直径一般在1E-10米左右,也就是0.1纳米级别,因此,移动原子与光刻机是两码事。
制造光刻机的难度远比移动原子的难度大得多。