光刻机制造过程图解（光刻工艺流程示意图）
光刻机制造过程图解（光刻工艺流程示意图）
在光刻机的制造过程中，对我们来说最困难的一步就是西方国家对我们的技术封锁，正是因为这些技术封锁，我们国家目前还不足以造出光刻机。
1、 光刻机制造难度。
ASML目前是荷兰光刻技术的领导者，占据了80%的全球市场份额。只有ASML能生产出最先进的EUV光刻技术。光刻机的技术门槛很高，这是人类智慧的产物。ASML光刻机90%的零件来自外部采购，包括德国的光学设备、美国的计量设备和光源设备。ASM还有一个规定，就是只有投资ASML，才能获得第一供应权，也就是说，我们想买光刻机，就必须先去投资，ASML在这种合作模式得到了大量的资助。英特尔、三星、台积电在ASML都持有的有相当数量的股份。
2、 我国的光刻机发展。
中国的光刻机制造商是上海微电子，主要专注于低端市场，生产90nm及以下工艺，与7Nm ASML工艺相比还有很大差距。虽然上海微电子并不具备在高水平光刻市场取得突破性进展的能力，但在低成本光刻市场上却从无到有地占据了垄断地位，目前上海微电子正在向高端光刻机发展。据说它突破了24nm工艺的关键技术，在不久的将来我们就能看到它了。
3、 未来中国能制造光刻机吗？
未来我们国家一定会有光刻机，就像当时的原子弹和氢弹一样，其他国家对我们技术封锁，我们用算盘来计算数字，最终是成功造出来了氢弹和原子弹，现在我们国家的技术要比以前好太多了，在这种情况下，我们肯定能造出来光刻机，打破西方国家的技术封锁。
总结：
我们国家的光刻机正在路上，如果速度够快，2025年之前我们就能把光刻机给造出来。
最近在网络上一个自制光刻机的视频火了，视频中的学生目前还是大连理工大学本科在读，却凭借着一张图纸在家里制作出了一台光刻机，并且使用自己制造的光刻机成功刻了孔径。在视频里我们可以看到这位学生制作光刻机的全程都是在一个书桌上进行的，数学演算也只有一块白板，各种材料基本都在地上堆着。看了这位学生自制光刻机的视频后有人觉得光刻机的制造难度仿佛也不难，实际上并非如此。
今年可以说是国产芯片制造业的生死时刻了，受贸易战影响，美国继续打压华为，根据美国相关法令要求，所有美国的技术和其他设备只要提供给华为使用就必须经过美国政府的同意，显然美国政府是不可能同意的。除了不允许本国的企业给华为提供技术之外，美国还试图设法阻止其他国家的企业给华为提供服务。
不了解科技圈的朋友可能不知道光刻机的重要性，在芯片的制造过程中，要经过湿洗、光刻和电镀处理等十余道程序，整个过程中需要进行数十次光刻，占整个生产过程的一半，成本也占到了三分之一。我国也在不断的自主研发光刻机，但是精度也只达不到要求。拿上海微电子来说，其研制了十余年，精度也只能达到90纳米左右，而华为需要的是7纳米和5纳米级别的光刻机，目前全球只有荷兰阿斯麦公司的EUV光刻机才能够达到。
自主研发光刻机面临着投入周期长、争夺市场难度高等问题，到时最大的问题还是技术壁垒。前面提到的阿斯麦公司其实并不是自己在生产光刻机，而是集合了数百家世界顶尖公司的优势技术。一台光科技有数万个零件，阿斯麦的光刻机零件都是掌握相关最高技术的企业在为他们生产。简单来说，如果有设备、有材料、有图纸，我们自主研发出光刻机并不困难，困难的是如何在国外的技术封锁下让世界各领域掌握最高技术的公司为我们供应零件。换句话说，如果我们想要完全地自主研发高精度光刻机，就必须同时掌握与光刻机制造流程相关的各个环节的最高技术以及所需要的各个零件制造方面的最高技术，难度可想而知。
一枚小小的芯片中却拥有20亿个晶体管结构，内部就像是放大了的超级城市一般，其复杂程度难以想象。这样精巧的结构设计是如何被制造出来的呢？
芯片制造最基础的材料竟然是我们常见到的砂子，它的主要成份是二氧化硅，在极高的温度下的还原反应从氧化物之中提炼出高纯度的硅晶体，再制作成硅锭，继而把硅锭切成薄如蝉翼的圆形硅片，被称之为硅晶圆。
首先要对硅晶圆进行光刻，然后在上面涂抹上一层特殊的胶水，再把设计好的拥有几十亿个电路元件的芯片图纸制作成掩模版，所谓掩模版就是一种特殊投影成像的底片，这当中有芯片设计之初的图纸，下面就要将其印制到硅晶圆上了。性能越强劲的芯片需要在越小的晶片上放置更多的电子元件，这也对投射的分辨率有更高的要求，这就如同要刻画出更精密的图纸就要拥有更加小的一支笔才能完成这项任务，投影光源的波长越短，它投射出的画面精细度就越高，这就要求光刻机的光源波长要越短。从紫外线到深紫外线，再到极紫外线，当前只有最先进的极紫外线光刻机才能制造出7纳米和5纳米的芯片。
利用极紫外光将芯片设计图纸投影到硅晶圆的光刻胶模上，此时会发生光化学反应，凡被光所照射的地方便可溶于水，再通过显影清洗后，就形成了光刻电路纹理，在用特制的化学药水进行蚀刻，从而得到各种纵横交织的电路凹槽，再将其中注入相应的杂质粒子，在高温条件下扩散，直到导电性能满足设计的需求，再把之前的一系列流程重复几十次，让晶片具有更复杂的三维构造，最后再通过金属镀膜技术将各层之间的元件相互联通。
整个芯片制造的过程要用到大量精细的光学技术，材料技术和精密的加工技术，其中任何一项技术都是缺一不可的。这里极高精度的光刻机是整个芯片生产过程中的重中之重。当前世界上最为先进的极紫外光刻机为荷兰的ASML公司所制造，拥有超大功率的激光器所发射的脉冲激光可产生极端波长的紫外线，脉冲激光击中极小的液态锡时，瞬间可以将其变成高温等离子电浆，此时可激发出光刻机所需要的极紫外光，再经过一些列的反射镜面送入光刻机的投影镜头，对硅晶圆进行光刻。
光刻机重达200吨，是目前世界上最精密的机器之一，单台售价就高达1.5亿美元。曾今中国的某公司就向荷兰ASML公司预定了一台极紫外光刻机，但至今也没有成功交付，这其中包括需要通过美国授权的专利技术，光刻机的激光光源系统就是其中之一。
芯片制造业属于资本密集形和高度技术密集形产业，且研发周期漫长，在这条道路上我们还需要不断的 探索 ，但总有一天我们会成功的。华为总裁任正非曾说：“我们的芯片要赶超苹果公司的还需要至少50年的时间。”在面对日新月异的 科技 发展与技术封锁面前，我们无所畏惧，勇往直前！
我们日常使用的手机里面的芯片就是光刻机制造出来的，光刻机是芯片制造过程当中一个重要的环节，光刻机直接决定着芯片的质量。而我国作为全球最大的芯片消费国之一，光每年进口的芯片都高达几万亿人民币。
光刻机是芯片制造过程中最重要的一部分，就是我们把想要设计的芯片，用光学技术刻在晶圆上，用光学技术把各种各样形式的电路通过光刻胶把电路印制在基板上， 然后再进行下一步的刻蚀过程 。通过光刻胶印制的电路可以使阳文形式的电路，也可以是阴文形式的电路。
光刻机目前一直处于垄断地位，在光刻机领域，最有名的就要提到ASML公司了，它是一家荷兰的公司。最初光刻机领域比较厉害的两个国家是荷兰和日本，而在2017年之后，ASML联合台积电推出了光源浸没式系统开始，将日本企业甩开距离，从此稳坐头把交椅的宝座。技术一直处于垄断地位。
一台顶级的光刻机需要各种顶级的零件支持，而这些零件大部分都来自西方的国家。而这些基本上都是禁止对我们国家出口，因此我国光刻机技术受到限制。前段事件美国制裁华为，不允许世界上任何一个国家给华为提供技术，华为虽然可以设计芯片，但是设计芯片的高端软件还主要依赖于海外。
我们中国现如今可以量产的光刻机才发展到90nm，距离国际水平我们还是有很长的路要走的。但相信在不久的将来，我们国家也能研制出属于我们自己的光刻机。到那个时候我们就不需要受到外国人的制裁了，因为我们就能制造出芯片供我们的国民使用。
光刻机是芯片制造的核心设备之一，按照用途可以分为好几种：有用于生产芯片的光刻机；有用于封装的光刻机；还有用于LED制造领域的投影光刻机。
用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板，国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口，本次厦门企业从荷兰进口的光刻机就是用于芯片生产的设备。
二、工作原理
在加工芯片的过程中，光刻机通过一系列的光能量、形状控制手段，将光束透射过画着线路图的掩模，经物镜补偿各种光学误差，将线路图成比例缩小后映射到硅片上，然后使用化学方法显影，得到刻在硅片上的电路图。
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过一次光刻的芯片可以继续涂胶、曝光。越复杂的芯片，线路图的层数越多，也需要更精密的曝光控制过程。
第一步：制作光刻掩膜版（Mask Reticle）
芯片设计师将CPU的功能、结构设计图绘制完毕之后，就可将这张包含了CPU功能模块、电路系统等物理结构的“地图”绘制在“印刷母板”上，供批量生产了。这一步骤就是制作光刻掩膜版。
光刻掩膜版：（又称光罩，简称掩膜版），是微纳加工技术常用的光刻工艺所使用的图形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形结构，再通过曝光过程将图形信息转移到产品基片上。（*百度百科）
将设计好的半导体电路”地图“绘制在由玻璃、石英基片、铬层和光刻胶等构成的掩膜版上
光刻掩膜版的立体切片示意图
第二步：晶圆覆膜准备
从砂子到硅碇再到晶圆的制作过程点此查阅，这里不再赘述。将准备好的晶圆（Wafer）扔进光刻机之前，一般通过高温加热方式使其表面产生氧化膜，如使用二氧化硅（覆化）作为光导纤维，便于后续的光刻流程：
第三步：在晶圆上“光刻”电路流程
使用阿斯麦的“大杀器”，将紫外（或极紫外）光通过蔡司的镜片，照在前面准备好的集成电路掩膜版上，将设计师绘制好的“电路图”曝光（光刻）在晶圆上。（见动图）：
上述动图的工作切片层级关系如下：
光刻机照射到部分的光阻会发生相应变化，一般使用显影液将曝光部分祛除
而被光阻覆盖部分以外的氧化膜，则需要通过与气体反应祛除
通过上述显影液、特殊气体祛除无用光阻之后，通过在晶圆表面注入离子激活晶体管使之工作，进而完成半导体元件的全部建设。
做到这里可不算大功告成，这仅仅是错综复杂的集成电路大厦中，普通的一层“楼”而已。完整的集成电路系统中包含多层结构，晶体管、绝缘层、布线层等等：
搭建迷宫大厦一般的复杂集成电路，需要多层结构
因此，在完成一层光刻流程之后，需要把这一阶段制作好的晶圆用绝缘膜覆盖，然后重新涂上光阻，烧制下一层电路结构：
多次重复上述操作之后，芯片的多层结构搭建完毕（下图）：
如果上图看的不太明白，可以看看Intel的CPU芯片结构堆栈图：
当然，我们可以通过高倍显微镜来观察光刻机“烧制”多层晶圆的堆叠情况：
第四步：切蛋糕（晶圆切割）
使用光刻机烧制完毕的晶圆，包含多个芯片（Die），通过一系列检测之后，将健康的个体们切割出来：
从晶圆上将一个个“小方块”（芯片）切割出来
第五步：芯片封装
将切割后的芯片焊
