我來說一個ASML 的 FlexWave 技術吧，這個技術在網上很難找到資料，但是有出版的書籍有過簡單介紹，所以不涉及商業機密問題。

光刻機作為高端精密光學設備，它的光學鏡頭還是不可避免的有像差存在，導致成像發生畸變。對於光刻機來講，圖形發生畸變會導致實際曝光的圖形和所需的圖形不一致，從而使得需要實現電學連接的層與層之間不能很好的對準（套刻誤差），最終導致晶元失效。

照片發生畸變(左)

所以，當晶元製程越來越小時，對套刻誤差的要求也越來越高，這樣對光刻機的像差控制要求也越來越高。一般通過更複雜的透鏡系統設計可以補償像差，還有對透鏡施加壓力也可以達到修正光程差來減小像差。但是這些方法對像差的補正比較有限，而且一些像差補償調節工作非常花費時間，而且由於透鏡不可避免的不完美，每台設備都不可避免的有一些固有像差存在，影響光刻機最終實際曝光的圖形。

光刻機的鏡頭

針對像差的補償問題，ZEISS 聯合ASML 開發出了FLEXWAVE 技術。理想的波前是一個球面（或者平面），而有像差存在的時候波前就不再是一個規則的球面（或者平面），因此如果可以對波前平面上不同位置的點的相位進行調節的話，就可以把不規則的波前調整成規則的球面（或者平面），也就可以做到對像差的補償修正。

波前

我們知道光在通過不同折射率的介質的時候，相位會發生變化，如果可以控制一個物體的折射率，那麼就可以實現對相位的調製；而一種可以靈活控制物體折射率的方法就是通過溫度調節來實現折射率的自由變化，進而實現對相位的控制。

Flexwave 就是使用一個透光的介質，將其放在光路中，透光介質劃分成面積相同的網格，每個網格中分布有透明電極製成的電熱絲，每個網格的電熱絲都可以單獨控制來對局部進行加熱，從而實現對每個網格的折射率進行調節。控制原理和液晶顯示器類似，通過gate line 和data line 的選擇來對每個像素進行實時開關控制。所以，通過合適的電路控制，就可以精確的控制這個透光介質上每一個像素點的折射率，從而對經過的光線相位進行調製，來實現對整個成像的像差進行控制。

Flexwave 的原理到此就介紹完了，Flexwave 的最大優點是可以是實時快速的進行像差調節，而且調節範圍幾乎覆蓋從低階到高階的所有像差，從而可以使得整個成像的像差大大降低，極大的提高了光刻機的套刻精度。

Flexwave 這麼好用，只用來控制減小像差還有點太可惜了，既然可以補償像差，當然也就可以引入像差；像差會使成像發生畸變，那麼引入特定的像差就可以實現特定形狀的畸變，從而將最終成像修正成我們想要的結果，並且整個過程還可以在曝光的同時快速完成，所以Flexwave 幾乎相當於光刻機的Photoshop 功能一樣，極大的提高了對曝光圖形的精確度控制。

補充：像差可以通過Zernike多項式分解成不同成分，每一種成分對應一種特定的像差，每一種像差會導致成像發生特定畸變。

ZERNIKE 像差

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評論中有很多對光刻技術感興趣的，可以看一看這本書，這本書應該是目前出版的光刻技術最詳盡的一本了，很多最先進的光刻技術也有提及，還有引用參考文獻供進一步學習了解。

超大規模集成電路先進光刻理論與應用京東￥ 208.00去購買?

普通光刻機的物鏡是透鏡，高端光刻機的物鏡是反射鏡。反射鏡還得利用Bragg反射的原理添加塗層（參考X射線的Bragg反射）。

而且因為所採用的波長只有13.5納米，會被幾乎任何物質（包括空氣）吸收，所以刻錄光源的產生以及圓晶刻錄的過程必須在真空中進行。要求刻錄環境是真空還有另外一個原因：在mask和圓晶之間空間漂浮的任何微粒都會影響成像，使刻出來的晶元報廢。

ASML最新的型號物鏡由蔡司研發，假設差不多半米直徑的鏡面是德國國土面積那麼大，那麼其表面局部的凹凸不能超過1mm。【題外話一下：我自己也做過波前控制，但是我們那會兒是紅外，小拇指指甲大小的區域控制到10 nm左右我們小老闆就已經拿去到處去吹牛了。與蔡司這個相比，簡直就是小衛星和大恆星的區別。】

產生13.5納米光源的過程也是蠻牛逼的，有人看我再補充。

======= 以下為更新 =======

為ASML提供激光光源的TRUMPF（通快）竟然有現成的中文介紹，還有視頻，我連翻譯、搬運都省了。有興趣的同學請移步：

藉助 CO2 高功率激光系統和錫產生 EUV 輻射?

www.trumpf.com

這個「激光光源」不是光刻用光，而是用來激發微米級錫滴，使其釋放出13.5nm的輻射。這個過程每秒發生5萬次，EUV的光源就是這樣產生的。

別的不知道，非業內人士。就知道光刻機托盤工作台，裡面的剛性彈簧，裝這玩意得18個小時，只能是一個人不間斷做。裝一個得休息3天。

當時看的是新聞採訪。

具體的東西記不清了。不過這個工作崗位年薪百萬。

這個算不算？

極紫外，光源效率只有萬分之一，也就是說：輸入1萬瓦功率，只能產生1瓦極紫外線，最後落到晶元上的功率又要降幾個數量級。

另外極紫外光刻膠是太陽系頂級機密，弄到生產配方的難度要比弄到隱形飛機塗料配方還要難。

據說ASML的光刻機的部件都不是他們自己生產的，了不起的就是他們能夠設計出這個複雜而龐大的機器，複雜的計算和控制軟體才是他們的核心。

這有點像iphone，他創造了大腦，其他零件甚至大腦都是別人製造的，但配合上IOS的軟體優化使得他的性能大幅提升。

光刻機可以說是半導體製造的關鍵設備。這種晶元主要是用在高端製造業以及高科技的領域上面。現在我們國家需要進行高速度高質量的發展，要讓中華名族進行復興，更是需要通過高端晶元製造來進行實現。但是如今光刻機的高端技術一直都是在外國企業手中，多是被外國企業所控制。

這一個技術在我們國家暫時還沒有出現新的大突破。美國更是看著我們在半導體技術方面的短板，因此在高端晶元上面動手腳，希望通過這方面的抵制來壓制我們國家的技術發展。

特別是愛特朗普上任以後，更是通過頒布指令來禁止美國的企業和我國進行合作，對華為等公司進行打壓。如今我國的5G技術已經是遙遙領先，但是晶元方面確實有很大的短板。

美國如今通過切斷晶元供應的方式來阻斷我國的技術發展。要進行晶元的製造最重要的做法還是通過光刻。如今我們還沒有完全掌握納米製造的技術。因此要研發屬於我們國家自己的晶元，那麼需要多進行研發和學習。

如今，一名95後的男生通過自製的光刻機來對晶元製造的最難部分進行挑戰，並且光刻除了75000納米的小孔徑。

在這個研發當中可以說是初步挑戰了最難得部分，但是是否能夠量產實施，還需要不斷地研發和實驗，可以看出，如今我們在往光刻機的技術上前進了一大步。

【重磅】ChemWhat走進ASML工廠，看看頂級光刻機的廬山真面目ChemWhat的視頻 · 6861 播放

視頻中所示的機器複雜度可見一斑，尤其是其中涉及到光學的部分，對於精確度要求極高。

核心驚嘆的地方是在於：「正常思考下每一個合理的精度在微觀世界都要最尖端的軟硬體合作才能維持」

從光刻整體流程：光刻光源，錫激發光和其環境，透鏡(DUV)或反射鏡(EIV)聚焦光線，光罩reticle（包括計算光刻，移動，機械結構固定，冷卻系統）,晶圓片(wafer)（溫度和塗膠控制，位置固定，印刷，yield star Brion量測)

到各個供應商合作，工程師合作，運輸，組裝，儲存流程，為機器而配置客戶工程師的特別操作

TODO: add

有何難？解放荷蘭就不難了。

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