光刻机制造过程（光刻机工艺流程）
光刻机制造过程（光刻机工艺流程）
光刻工艺是利用类似照相制版的原理，在半导体晶片表面的掩膜层上面刻蚀精细图形的表面加工技术。也就是使用可见光和紫外光线把电路图案投影“印刷”到覆有感光材料的硅晶片表面，再经过蚀刻工艺去除无用部分，所剩就是电路本身了。光刻工艺的流程中有制版、硅片氧化、涂胶、曝光、显影、腐蚀、去胶等。
光刻是制作半导体器件和集成电路的关键工艺。自20世纪60年代以来，都是用带有图形的掩膜覆盖在被加工的半导体芯片表面，制作出半导体器件的不同工作区。随着集成电路所包含的器件越来越多，要求单个器件尺寸及其间隔越来越小，所以常以光刻所能分辨的最小线条宽度来标志集成电路的工艺水平。国际上较先进的集成电路生产线是1微米线，即光刻的分辨线宽为1微米。日本两家公司成功地应用加速器所产生的同步辐射X射线进行投影式光刻，制成了线宽为0.1微米的微细布线，使光刻技术达到新的水平。
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。
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。
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。
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。
光刻机发出的光用于通过带有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光。光刻电阻的特性在看到光后会发生变化，从而使掩模中的图形可以复制到薄片上，使薄片具有电子电路图的功能。这是光刻的功能，类似于照相机摄影。相机拍摄的照片打印在底片上，而照片不被记录，而是电路图和其他电子元件。根据网上资料显示，一台光刻机一天大约可以有效制造600块左右，一年就可以制造差不多21.9万块芯片。
光刻机为什么会如此的重要？
目前，无论是手机芯片、汽车芯片还是其他领域，包括军事、航空航天等应用，芯片都离不开光刻。现在世界上的芯片仍然是硅基芯片。经过近半个世纪的发展，芯片的关键尺寸逐渐缩小，从最初的电子管到晶体管，再到集成电路的发明。目前，我们仅有的技术是光刻技术。因此，如果没有光刻机，芯片就无法正常制造，目前也没有替代光刻机的产品。
一台光刻机有多难造?
光刻机的制造难度非常大，可以说一台光刻机用到的零部件全是各个国家最先进的技术产品。那我们就拿EUV的光刻机举例，有几吨重的镜头，而且还要确保无杂质，拥有纳米级别的分辨率。如果镜头有任何缺陷都是不可接受的，而且镜头的曲率非常薄。第二个困难在于光源，这很难做到。还必须考虑通过每个镜头和光路的光的折射损失，并且可用于光刻的能量非常小。
中国能否自己造一台光刻机？
光刻机在全世界非常稀有，发达国家为了阻止中国发展，禁止出售光刻机到我们国家。但是，近几年我国的科学家和政府都在加大在光刻领域的研究，而且也取得了一些进展，也开始进行国产光刻机的制造。但是尽管我们国家这么努力，但对比asml的光刻机技术，可以说我们连门槛都还没有摸到。不过唯一值得庆幸的事是，国家已经注意到了光刻机的重要性，开始在资金，人才，政策方面给予了大力的扶持。我相信未来我国的光刻技术一定会实现弯道超车。
