ASML的EUV光刻机是目前最先进的光刻机，其研发周期长达十余年。一台的售价高达1.2亿美元，它可以生产7nm和5nm节点的芯片。

EUV光刻机采用EUV（极紫光，接近X射线）光源，光波的波长只有13.5纳米（nm）。

EUV光学器件的数值孔径（NA）为0.33，最大扫描曝光场尺寸为26x33mm。

EUV光刻机不需要多重曝光，一次就能曝出想要的精细图形，没有超纯水和晶圆接触，在产品生产周期、光学邻近效应校正的复杂程度、工艺控制、良率等方面都有明显优势。如果在5nm节点上没有使用EUV光刻机，那么光刻的步骤将会超过步。

EUV光刻机有两种型号：B和C

B是目前7nm光刻机量产最多的一个型号，每小时可以生产不低于片mm（12寸）的晶圆，在实验室中可以达到片。在一天24小时不停地运转的情况下一天可以生产0片晶圆，一个月就是9万片。一天的产能就能达到万美元，一个月的产能大概就有7.2亿美元。

C是ASML在年推出的新一代EUV光刻机，是B的升级版，两者基本机构相同。C采用模块化设计，维护更加便捷，平均维修时间从48小时缩短到8-10小时，每小时的产能提升到了片。在一天24小时不停运转的情况下可以生产一天可以生产片晶圆，一个月就是12片。一天的产能就能达到万美元，一个月的产能大概就有9.8亿美元。

实际上一台光刻机不可能一年天每天都是24小时不停歇的运转，设备也需要进行维护，更关键还是需要看市场的需求。由此可见，EUV光刻机虽贵，但它很赚钱。

沙子到芯片的华丽变身过程

芯片使用最多的元素是硅元素，是地球含量第二的元素占26.3%。硅元素的主要表现形式就是沙子(二氧化硅)。

但制作芯片的硅纯度要求达到99.%。就需要通过二氧化硅与焦煤在~℃的中还原成纯度98%的冶金级单质硅，再用氯化氢提纯出99.99%的多晶硅，但还需要进一步提纯形成固定一致形态的单晶硅。

单晶硅锭采用直拉法制备，就是在液体状态的硅中加入一个籽晶，提供晶体生长的中心，通过控制适当的温度慢慢将晶体向上提升并逐渐增大拉速，上升同时以一定速度绕提升轴旋转使得硅锭在所需的直径内。

单晶硅锭修整为晶圆的直径后使用金刚石锯切割成1mm均匀厚度的一片片晶圆。

切割后的晶圆表面并不是光滑的，需要经过研磨、抛光、热处理。

晶圆光刻过程

芯片设计公司将芯片的图纸设计好后，会将图纸制成一层层的光罩（有点类似于老式照相机的底片）。光透过光罩射到涂有光刻胶的晶圆上，被光罩上的电路图挡住找不到光的部分留下，而被光照到的空余部分的感光材料会被化学腐蚀反应分解出去，电路就会被刻在晶圆上了。

将晶圆浸入含有蚀刻药剂的刻蚀槽内，溶解掉暴露出来的晶圆部分，保留不需要蚀刻的部分。

通过氧等离子体对光刻胶进行灰化处理，去除所有光刻胶，就形成了一层电路图案。由于芯片内部结构不止一层，那么就需要重复上面的步骤，达到平地建高楼的目的。

通过离子注入把杂质离子轰进半导体晶格中，使晶格中的原子排列混乱或变成非晶区。将离子注入后的半导体放在一定温度下进行加热，恢复晶体的结构、消除缺陷，从而激活半导体材料的不同电学性能。

此时，单晶硅内部小部分硅原子已经被替换成“杂质”元素，从而产生可以自由电子或空穴。

此时晶体管雏形基本完成，利用气相沉积法在硅晶圆表面全面沉积一层氧化硅膜，形成绝缘层。利用光刻光罩技术在层间绝缘膜上开孔，形成引出导体电极。

利用溅射沉积法，在晶圆整个表面上沉积布线用的铜层，继续用光刻光罩技术对铜层进行雕刻，形成场效应管的源极、漏极和栅极。最后在整个晶圆表面沉积一层绝缘层来保护晶体管。

这时晶体管已经制作完成。通过形成一层铜层，然后用光刻光罩、蚀刻开孔等操作，再沉积下一层铜层，反复进行多次后，最终形成极其复杂的多层连接电路网。

已经制作好的晶圆在经过化学腐蚀、机械研磨相结合的方式对晶圆表面进行磨抛，实现表面平坦化。再使用探针与IC的电极焊盘接触进行检测，传输预先编好的输入信号来检测芯片是否合格。

芯片普遍采用冗余设计，就算“不合格”的芯片也可以采用冗余单元置换成合格品，只需要使用激光切断预先设计好的熔断器即可。无法挽回的将会被丢弃。

然后才会进行切片、封装、检测（分级），至此一块完整的芯片就完成了，打包后迎接出厂销售。

之后才会进行切片、封装、检测（分级），至此一块完整的芯片就完成了，打包后迎接出厂销售。

总结

芯片虽然是用沙子做成的，但沙子需要通过无数道繁琐的工艺流程才能变成芯片。可以说它是凝聚了人类智慧的结晶。