光刻机制造过程视频（光刻机工作原理视频）
光刻机制造过程视频（光刻机工作原理视频）
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*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*，占据了80%的全球市场份额。只有ASML能生产出*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*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*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*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*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*技术以及所需要的各个零件制造方面的*技术，难度可想而知。
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
最近，一位本科生自制光刻机的视频火了。是的，你没听错，大连理工大学化工学院的学生彭译锋，竟然凭着一张图纸成功在家里搭建了纳米级光刻机，还成功光刻出~75微米（75000纳米）的孔径。
这位同学还在读本科，整个制造过程都是在一间超简陋的小书桌上完成的，全部数学演算全靠一张白板，所有的材料都堆放在桌上地上，简直就是“家居实验室模范”。
彭同学在视频中表示，他制造光刻机的图纸来自自己西安电子科技大学的同学，彭同学也正是凭借着这张图纸，完整复刻了整台纳米级光刻机。
扩展资料：
光刻机技术一直被誉为“工业之光”“工业上的皇冠”
成功生产半导体芯片的技术主要分成，湿洗、光刻、离子注入、干蚀刻、湿蚀刻、等离子冲洗、热处理、快速热退火、退火、热氧化、化学气相淀积（CVD）、物理气相淀积（PVD）、分子束外延（MBE）、电镀处理、化学/机械处理、晶圆测试和晶圆打磨，经过这些步骤都成功后，才能出厂封装。
看着步骤挺多，但是再看看制作工序，其中的第二步就是光刻，也就是说，如果我们还没有掌握5纳米和7纳米的技术工艺，后面的工艺基本就无法继续。
为了能研发出我们国家的自产芯片，不知道有多少*的人才正在日以继夜地进行苦心钻研，早日国产化，是我们每一个中国人的心愿。
参考资料来源：澎湃新闻－低成本DIY纳米级光刻机！这位95后男生火了…
