在半导体产业中，光刻机被誉为“芯片制造的心脏”。它的任务是把复杂的电路图案精准转移到硅片表面，形成芯片的基础结构。

一、照相机和光刻机的相似点

图像转移

照相机通过镜头把物体的影像缩小并投射到感光元件（胶片或CCD）上；光刻机则通过透镜，把掩模版上的电路图像缩小并投射到涂有光刻胶的硅片表面。二者的本质都是“光学投影”。

感光材料

照相机里的胶片或感光元件对光敏感，光照后会发生化学反应或电信号变化；光刻机使用的光刻胶也对特定波长的光敏感，经过曝光后结构改变，从而实现图案显影。

成像清晰度

照相机追求高清照片，光刻机则追求纳米级分辨率。两者都受光学原理限制，分辨率由光的波长和镜头的数值孔径决定。

曝光过程

照相机按下快门，光线进入镜头，影像记录下来；光刻机打开快门，光源通过掩模和镜头，把电路图案记录在光刻胶上。

二、光刻机是“超高精度的照相机”

如果说照相机是用来拍人、拍风景的，那么光刻机就是用来“拍电路图”的。区别在于：

分辨率要求极高

普通相机的分辨率以像素来衡量，而光刻机的分辨率要达到纳米级。现代EUV光刻机能在13.5纳米波长下成像，相当于把一根头发丝分成5000份，还要清晰可见。

缩小比例

光刻机一般把掩模上的图形缩小4倍或5倍再投射到晶圆上，这类似于相机镜头的缩放功能，但精度远高于任何民用相机。

稳定性要求极高

拍照片时手抖可能会模糊，但光刻机的容错率几乎为零。它要求在无尘、恒温恒湿、无震动的环境中运行，精度控制在纳米甚至亚纳米级。

三、光刻机的“照相”过程

准备感光材料：硅片表面先涂一层光刻胶，相当于给相机装上胶卷。

放置掩模版：掩模上刻有电路图案，相当于拍照时的“被摄对象”。

光源照射：光刻机使用极短波长的光源，如193nm的深紫外光或13.5nm的极紫外光。

透镜投影：透镜将掩模图案精确缩小后投影到硅片上，就像相机镜头把风景投影到胶片上。

显影：曝光后的光刻胶发生化学变化，经显影处理后，电路图案被“洗”出来，就像照片冲洗的过程。

四、为什么说光刻机比照相机更复杂

波长限制

普通相机用可见光（400-700nm），而光刻机用的是更短的紫外光甚至极紫外光。波长越短，分辨率越高，但控制难度也大。

镜头复杂度

一台顶级光刻机的投影镜头可能由几十片超高纯度光学元件组成，每一片都要在原子级精度下打磨，相机镜头远不能比。

对准系统

相机只需对焦一次，而光刻机要把几十甚至上百层电路图案层层叠加，对准精度要求达到纳米级。

环境要求苛刻

光刻机必须在超净间中工作，空气中的灰尘、温度波动甚至微小震动，都会导致成像失败。

五、总结

光刻机的原理就是照相机的原理：利用光学透镜把掩模图案缩小并转移到感光材料上。不同之处在于，光刻机要实现的是纳米级别的“拍摄”，并且要在极高精度和极苛刻条件下完成。