人类研发的最为精密的机器

回首往事,从1980年国产步进机第一号问世以来,步进机已经销售了近8 000台,其中多数都在生产第一线运转着。

一号机诞生那会儿,半导体设备最小的电路尺寸是1.5微米(1微米是一百万分之一米),现在是0.04微米(45纳米),缩小到原来的1/40。与之相配套,电路蚀刻的精度也大大提高,现在的精度已经超过6~7纳米(可视波长的1/100)。在价格上,最早一台是1.5亿日元左右,现在最先进的步进机售价超过了40亿日元。随着机械的复杂程度和精确度的提高,价格也有了两位数的增长,令人不由感慨今非昔比。

最近的步进机也被称为“扫描式步进机”或者“扫描机”,是由相当于原板的光掩膜,以及要把光掩膜上的电路图转印过去的平台上的晶片,以四比一的速度逆向行进,同时借助狭缝状的照明曝光的设备。光掩膜的行进速度是每秒两米的高速度,从旁边看会相当骇人。

关于步进机的运作,从光掩膜与装载着晶片的平台在行进时要求的精度进行思考就更好理解了。要把45纳米超精细半导体设备正确成像在晶体上,对精度的要求是6~7纳米。这就好比两架战斗机以2马赫的速度一前一后行驶,同时两机中间夹着一只跳蚤,行驶过程中既不能让跳蚤掉下去,又不能把跳蚤挤死——就相当于这样的精度。

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