光刻机关键技术综述（光刻机的工作原理及关键技术）
光刻机关键技术综述（光刻机的工作原理及关键技术）
光刻机原理： 是利用光刻机发出的光通过具有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光，光刻胶见光后会发生性质变化，从而使光罩上得图形复印到薄片上，从而使薄片具有电子线路图的作用。这就是光刻的作用，类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上，而光刻刻的不是照片，而是电路图和其他电子元件。
光刻是集成电路最重要的加工工艺，他的作用，如同金工车间中车床的作用。光刻是制造芯片的最关键技术，在整个芯片制造工艺中，几乎每个工艺的实施，都离不开光刻的技术。
光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。
手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita角度来完成对准，对准精度可想而知不高了。
半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐。
自动： 指的是 从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机主要是满足工厂对于处理量的需要。
光刻机的主要性能指标有：支持基片的尺寸范围，分辨率、对准精度、曝光方式、光源波长、光强均匀性、生产效率等。分辨率是对光刻工艺加工可以达到的最细线条精度的一种描述方式。光刻的分辨率受受光源衍射的限制,所以与光源、光刻系统、光刻胶和工艺等各方面的限制。
中国光刻机历程
1964年中国科学院研制出65型接触式光刻机；1970年代，中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩膜工艺；清华大学研制第四代分部式投影光刻机，并在1980年获得成功，光刻精度达到3微米，接近国际主流水平。而那时，光刻机巨头ASML还没诞生。
然而，中国在1980年代放弃电子工业，导致20年技术积累全部付诸东流。1994年武汉无线电元件三厂破产改制，卖副食品去了。
1965年中国科学院研制出65型接触式光刻机。
1970年代，中国科学院开始研制计算机辅助光刻掩模工艺。
1972年，武汉无线电元件三厂编写《光刻掩模版的制造》。
1977年，我国最早的光刻机GK-3型半自动光刻机诞生，这是一台接触式光刻机。
1978年，1445所在GK-3的基础上开发了GK-4，但还是没有摆脱接触式光刻机。
1980年，清华大学研制第四代分步式投影光刻机获得成功，光刻精度达到3微米，接近国际主流水平。
1981年，中国科学院半导体所研制成功JK-1型半自动接近式光刻机。
1982年，科学院109厂的KHA-75-1光刻机，这些光刻机在当时的水平均不低，最保守估计跟当时*进的canon相比最多也就不到4年。
1985年，机电部45所研制出了分步光刻机样机，通过电子部技术鉴定，认为达到美国4800DSW的水平。这应当是*台分步投影式光刻机，中国在分步光刻机上与国外的差距不超过7年。
但是很可惜，光刻机研发至此为止，中国开始大规模引进外资，有了＂造不如买”科技无国界的思想。光刻技术和产业化，停滞不前。放弃电子工业的自主攻关，诸如光刻机等科技计划被迫取消。
九十年代以来，光刻光源已被卡在193纳米无法进步长达20年，这个技术非常关键，这直接导致ASML如此强势的关键。直到二十一世纪，中国才刚刚开始启动193纳米ArF光刻机项目，足足落后ASML20多年。
长春中科院在光刻机技术上面获得巨大突破，目前来说芯片制造仍然是我们的卡脖子问题，其实短时间内难以突破完成自主，这也是事实，目前来说整个芯片制造生产相关技术，我们自己的国产化不到50%，也就是说目前半导体领域产业链，我们还是非常依赖进口技术设备。
很多人都说芯片这个最主要的问题在光刻机，这个其实也没有错，但是也是并不完全对，光刻机是半导体芯片领域的最重要的环节之一，我们目前来说芯片领域的问题其实并不只是卡在光刻机技术上面，很多人都认为我们把光刻机技术攻克了，我们就可以完全实现自主化，这个说法有点草率了。
光刻机是我们众多难题里面的一个，其实其他的难题还在努力解决，不说其他就说硅片平面打磨技术我们都还是靠进口设备，这些只是被光刻机技术难题掩盖了而已，绝大多数人根本不知道这些，不过光刻机技术的确是我们目前最头疼的问题，也是最想要快速解决的问题，光刻机技术的难点在于四大方面。
第一方面就是光源系统，第二方面就是光学镜头系统，第三点就是双工平台系统，第四就是EDA系统，这四个只要有一个做不好，那么基本上就是达不到想要的成果，荷兰阿麦斯光刻机之所以能独霸，原因就在于它的十万个零件有欧美日韩等几十个国家共同提供，也就是说几乎是世界上科技最发达国家都加入了进去，并不是单独一个国家的水平。
我们国家之所以短时间难以突破，原因还是在于我们一个跟几十个较量，所以难度可想而知是什么样子的，知道这些了以后就不会觉得我们的科学家不够努力了吧，毕竟全世界没有哪个国家能单独生产出来高端光刻机，美国不行日本不行德国不行英国不行法国同样也不行，意大利荷兰更不可能，我们正在做他们做不到的事情。
虽然说我们现在的*进的二十八纳米技术光刻机还在实验室里面，并没有真正的下线进入市场，主要的原因其实还是在精密度以及稳定性方面迟迟没有获得突破，虽然说过去几年陆陆续续都报道出来一些关键技术的突破，现实却是这些技术突破还在实验室里面，并没有真正的运用到实践当中，离真正运用到光刻机上面还有不少的时间。
这次长春突破的技术是光刻机关键技术之一，这种技术就是物镜系统里面的光学投影物镜制造，这个技术其实就是最关键技术之一的镜头物镜折射，用德国科学家的说法就是，这个镜头的镜片平面的平整度非常光滑，打一个比方就是把镜片放大到面积100平方公里 平整度需要保持在十厘米误差以内的平整度，可想而知难度有多高。
这次长春光机突破的这个技术就是这个了，镜片上面的突破，可以说光刻机最难的难点之一已经解决的时间不会太久，加上我们国家的光源系统稳定性也是非常好的，所以现在的两个核心问题技术获得突破，这个是可喜可贺的，但是也要明白突破并不代表已经完成，只是说技术突破离实际运用还早。
以我们这些年了投入跟技术突破，我们的光刻机很多技术已经得到解决，但是想要真正达到*进水平并且用到生产上面，短时间内几乎不可能，按照现在的技术突破速度，我们想要达到先进水平，十五年内很难，因为这是一个产业链，并不是单独的某一样设备问题，整个产业链技术的提升才会真正帮助我们在光刻机在半导体领域获得全面突破达到自主话先进水平，所以说单独技术突破值得高兴，但是还是要认清现实需要更加努力，全方位努力才可以，不能偏科。
10月4日晚，芯片制造商中芯国际(00981.HK)在港交所公告确认，已受到美国出口管制。9日，中芯国际宣布称，基于部分自美国出口的设备、配件及原材料供货期会延长或有不准确性，公司正在评估该出口限制对本公司生产经营活动的影响，或造成重要不利影响。
此次，美国选择对中芯国际进行“进出口管制”的限制，也是为了对我国芯片制造领域进行压制。
目前全球半导体设备领域，美日两国垄断了全球80%左右的市场份额，其中美国占全球50%的市场，日本占30%，且在先进工艺上没有替代品，荷兰的ASML（镜头来自德国）基本受控于美国指令，因此相当于美国把光刻机这一块给控制了。
中芯国际是中国内地规模*、技术*进的集成电路芯片制造企业，提供 0.35微米到14纳米制程工艺设计和制造服务，其中最重要的就是光刻机。
作为芯片制造的核心设备——光刻机是关键核心技术。光刻机对机械精度要求非常高，光刻机中心的镜头由很多镜片串联组成，一块镜片要数万美元，镜片的抛光工作其技术积淀需要几十年甚至上百年，所以对于起步较晚的我国来说，发展自己的光刻机技术可谓一场攻坚战。
所以如果中芯国际被美国“限制”，其他芯片制造企业再“断供”的话，对于国内很多电子设备制造企业来说，将会彻底处于受制于人的被动状态。
所幸，目前我国已经在努力冲破其他国家的封锁和遏制，*光刻机的公司每年也都会新增数百项的专利。
有报道称，而为了应对当前的不利形势，中芯国际在几个月前就从日本等国家采购了大批的关键设备和零部件，能够保证在一段时间内业务可以持续开展，避免出现断供。同时，中芯国际也已经计划在2020年内建设一条可生产40nm芯片的生产线，3年内完成28nm生产线的建设，以完全削弱对国外技术的依赖。
对于我国光刻机技术的发展，刚刚结束的“第三届半导体才智大会”上，新落成的*家“芯片大学”——南京集成电路大学，也对我国未来芯片事业的发展才提供关键利好。这也是自美国对华为等公司进行芯片限制后的1年多时间以来，我国在 科技 领域及半导体领域的大进展。
如果说“限制”华为是美国政府对中国 科技 产业打压的开始，那么刚刚又宣布对中芯国际的“禁令”，或是美国“绞杀”中国半导体产业链的开始。因此，对于我国高 科技 企业而言，要尽快推进自主研发的能力，避免接下来更多中国半导体产业链企业被打击。
