光刻工艺
我知道大家都对光刻工艺很感兴趣，在这里我要澄清一个误区，我相信不止我一个人会那么想。光刻真的不是用激光在硅片上雕刻（就像车床那样）！
光刻工艺基本流程（process flow）如下图所示。首先在晶圆表面涂光刻胶并烘干，烘干后的晶圆被送到光刻机里面，光线通过掩模把掩模上的图形投影在光刻胶上，从而激发光化学反应（是不是有点像胶片相机拍照的过程？）
你以为现在就完了？不不不，曝光后的晶圆还需要进行二次烘烤，也就是曝光后烘烤（post-exposure bake，PEB），目的是让光化学反应更充分。最后把显影液喷洒到晶圆表面，使得曝光图形显影（develop，怎么那么像洗照片）
到此光刻工艺算是告一段落，但是之后仍需检测光刻胶上的图案，测量项目包括套刻误差（overlay），也就是光刻胶上的图形和前面工序留下的图形是否对准；然后是测量图形的尺寸，不过由于半导体器件太过渺小，不能拿游标卡尺或者螺旋测微器来测量
因此要借助电子显微镜来测量。测量合格的晶圆再进入下一道工序，而不合格的则送去返工。返工，通俗来讲就是用化学药品把晶圆表面的光刻胶洗掉，然后再涂抹光刻胶重新开始光刻。
到这里，大家应该已经明白，光刻工艺需要很多设备和材料，不单单是光刻机一种设备就能做出芯片来。涂胶、烘烤和显影需要匀胶显机，后续的测试还需要套刻误差测量仪、电子显微镜和去胶机。
在涂胶显影设备领域，全球范围内日本东京电子（TEL）一家独大，市场份额接近 87%，其他生产企业包括日本迪恩士（DNS）、德国苏斯微（SUSS）、中国台湾亿力鑫（ELS）、韩国 CND 等，国内企业主要是芯源微（占据国内4%份额）和润华全芯微。希望国内相关企业继续加油！
刚刚有个词不知道大家有没有注意到，那就是掩模（或者叫掩膜，mask，港台地区称之为光罩）。什么是掩模？即在半导体制造过程中，用于光刻工艺的图形“底片”。其作用是在硅片上选定的区域中对一个不透明的图形模板遮盖（怪不得港台地区叫光罩，也蛮贴切的），继而下面的腐蚀或扩散将只影响选定的区域以外的区域。
拿新麒麟举例子，余总不能直接跟代工厂的光刻机下命令，你在这给我刻一个大核，在这刻一个中核。代工厂需要先根据GDS文件，才能制作掩模，然后才能展开生产。
进行光刻工艺，光刻胶必不可少。光刻胶又称光致抗蚀剂，是一种对光敏感的混合液体。光刻胶最早由欧美企业长期把持，但是小日子后来居上，日企占据市场龙头地位。2020年，日本东京应化、JSR和美国杜邦公司占据大部分市场份额。
我国光刻胶相关公司主要有晶瑞股份、南大光电、金龙机电、宝通科技等。它们也取得了一些进步和突破，给它们一些时间吧。先抢占那些中低端工艺的市场份额，保证收支平衡再研发新产品，也是个不错的选择。毕竟成熟制程市场还是很大，人家台积电至今也没关掉28nm产线不是？
光刻机
以ASML为例，光刻机主要由照明光学模组、光罩模组和晶圆模组三部分构成。
照明光学模组
还可以继续细分为光源模组（source）、照明模组（lllumination module）和投影物镜模组（projection lens）
光源模组可以简化为一个激光器，释放出duv（deep ultra violet，深紫外光）或者euv（extreme ultra violet，极紫外光）
看到这里，有的朋友会问，把duv光刻机的光源换成euv激光器，是不是就能改装成euv光刻机了呢？答案当然是不能的。就好像我们把燃油车的汽油机换成电动机，也不能得到一辆新能源汽车一样。加上euv光刻机的精度要求更高，对控制系统提出了更高的要求，旧瓶装新酒是不行的
duv光刻机的镜头模组用的是透镜，和眼镜、放大镜是一类东西；而euv光刻机由于波长太短（13.5nm），大部分光学材料都有很强的吸收效应，因此只能使用反射镜模组（6-7个镜子）
照明模组用来“调制”光，让对外输出的光均匀度保持高度一致。这里不过多赘述。
ASML的投影物镜模组由卡尔蔡司公司生产，模组把经过调制的光聚焦到晶圆表面。从原理上来说，投影物镜模组和相机的镜头没有本质区别。只不过光刻机的镜头组相当大（一米多高，直径40cm），镜片数量多一些罢了，光刻机镜头的要求极高，表面的平整度几乎到了变态的地步。
如果说镜头有中国那么大面积，那么镜头表面的起伏不能超过一个乒乓球，可想而知。我甚至觉得纳米级已经不能衡量蔡司镜头的标准了。除此之外，构成镜头模组的十几片镜片，每一片都能够微调（根据传感器实时微调），以便尽可能消除误差。手机超广角的畸变不会带来什么后果，但是光刻机的镜头出现畸变可能要出大问题！
手机的摄像头镜片都分7/8片，更何况光刻机的镜头？
为什么要这么大的镜头？根据瑞利判据，CD＝k1 λ/NA，要获得更小的线宽CD，要么降低波长λ，要么提升NA值（数值孔径）。而数值孔径与镜头直径成正相关，因此增大镜头尺寸就可以提升NA值。
罩模组由光罩传送模组（Reticle Handler）及光罩平台模组（Reticle Stage)两部分构成。光罩传送模组负责将光罩由光罩盒一路传送到光罩平台模组。而光罩平台模组负责承载及快速来回移动光罩。
为什么光罩要来回移动呢？ASML的光刻机成像的方式其买是扫描（scan）的方式，如同打印机一般。从照明系统打到光罩的光是条形光，所以光罩必须移动来完成扫描。
同样的，晶圆模组也是由两部分构成，分别为晶圆传送模组（Wafer Handler）和晶圆平台模组（Wafer Stage）。晶圆传送模组负责将晶圆由光阻涂布机一路传送到晶圆平台模组，晶圆双平台模组负责承载晶圆及精准定位晶圆来曝光。
这个双平台，也就是ASML引以为傲的TWINSCAN技术。这项技术引发长达20年的光刻革命。简单来说，TWINSCAN是一套具备双晶圆工作平台（双工件台）的光刻系统，平台1上的晶圆在曝光的同时，平台2上的晶圆已经完成对准工作，然后平台2上晶圆开始曝光，平台1上的晶圆完成曝光，卸载下线。
双工件台技术大幅提升了晶圆的曝光速度，目前ASML的光刻机曝光速度达到了275wafer/h，平均下来13秒曝光一个直径300mm的晶圆。晶圆平台的加速度高达7g！
光有速度还不行，晶圆平台一定要稳如老狗，否则曝光就会产生误差。差之毫厘谬以千里，集成电路的器件又是那么的小，任何在我们看来微小的误差，都可能导致器件报废。
既要快，又要稳，而且是365天全年无休，这对材料工艺和自动控制提出了极高的要求。（晶圆平台是悬浮的，磁悬浮或者气浮，不与底座接触）
