揭秘光刻机的"光之密码"：极紫外光如何玩转纳米世界？

    在半导体制造领域，ASML公司生产的EUV（极紫外）光刻机堪称“皇冠上的明珠”。其单台售价高达12亿元人民币，却仍供不应求。根据该公司2025年第二季度财报显示，当期销售额达77亿欧元，净利润高达23亿欧元。如此显著的市场表现，背后源于其掌握的核心技术——极紫外光的应用，这也是先进芯片制程实现突破的关键所在。

    分辨率提升的光学原理
    光刻机的核心性能指标之一是分辨率，而分辨率的提升直接关系到芯片制程的微缩——即晶体管的尺寸缩小与密度提升。这一过程的底层逻辑可通过瑞利判据（Rayleighcriterion）解释，其表达式为：
    分辨率=1/2节距=k₁×λ/NA（其中，λ为光的波长，NA为数值孔径，k₁为工艺系数）
    从公式可见，在数值孔径等参数保持稳定的前提下，要实现更高分辨率（更小尺寸），必须采用更短波长的光。当芯片制程进入7nm阶段时，深紫外光（DUV）成为主流技术；而要突破7nm，实现5nm、3nm及更先进制程，波长更短的极紫外光（EUV）便成为必然选择。

    极紫外光的独特属性与光刻物镜装调
    目前，最先进的EUV光刻机采用的是13.5nm波长的极紫外光，与此前广泛应用的深紫外光（如193nm的ArFDUV）相比，其波长缩短了一个数量级以上，这为芯片制程的进一步微缩提供了物理基础。
    值得注意的是，13.5nm波长的极紫外光在地球自然环境中并不存在，其原因在于该波长的光具有极强的吸收性——空气、普通光学玻璃等几乎所有常见物质都会对其产生强烈吸收。这一特性使得传统光学透镜无法应用于极紫外光的传输，也对光刻物镜的装调提出了极高要求。而德国TRIOPTICS研发的OptiCentric®UP大口径中心偏差测量仪，为解决这一难题提供了关键技术支持。
    该系列设备包括300UP、600UP、800UP等型号，具备高精度和高可靠性，其中心偏差测量精度可达±0.2μm或±2″，重复精度达±0.1μm或±1″，且精度可追溯到国际标准。在半导体光刻物镜装调中，它能实现大口径多镜片镜头组的中心偏差测量与组装调，确保镜头组的同轴度符合极紫外光传输的严苛要求。同时，其配备的全自动软件操作简便可靠，支持精确的自动或手动对焦，多波长功能也能适配不同光刻场景的需求。此外，该设备还可拓展平面光学元件角度测量、光学系统镜面间隔（D）测量、有效焦距（EFL）测量及后截距（BFL）测量等功能，甚至能进行大口径多镜片镜头组轴上光学传递函数（MTF）测量，全方位保障光刻物镜的装配精度与性能稳定性，为极紫外光在光刻机中的精准应用奠定了坚实的硬件基础。

    技术突破的关键方向
    极紫外光的应用涉及一系列技术难题：如何在地球上人工产生13.5nm波长的极紫外光？如何在避免其被吸收的前提下实现精准传输？这些问题的解决，是EUV光刻机能够投入实际生产的核心前提，也是相关技术长期被少数企业垄断的重要原因。
    从深紫外到极紫外的技术跨越，不仅体现了人类对光学原理的深刻理解，更彰显了在精密制造领域的极致追求。极紫外光技术的突破，以及相关精密测量与装调设备的发展，为半导体产业的持续发展奠定了坚实基础，也将推动更多前沿科技的落地应用。