光刻机设计图纸（光刻机介绍）

光刻机是什么？造一台有多难？

光刻机是制造集成电路中非常重要的设备，特别是现在市面上大部分的芯片都是属于电子芯片，当电子芯片的工艺小于一定的尺寸的时候，就必须依靠光刻机在制作芯片，也就是说如果没有光刻机就没有办法制造出顶级的芯片，比如市面上7nm芯片、5nm芯片等都不可能造出。而芯片在生活中是非常重要的，比如电脑、手机等电子产品都少不了。

光刻机的制造难度

光刻机制造难度之大可以用荷兰ASML公司的一句话来表示，对方表示就算把光刻机的图纸拿出来，我们也制造不出光刻机。且不说对方是不是小看了中国制造，从侧面也反映出了光刻机的制作难度之大。因为现在还没有一个国家可以独立的制造出顶级的光刻机，就算是现在行业领先的ASML公司制造出来的光刻机，也是集合了十几个国家的顶尖技术。

一台小小的光刻机上面就有十几万的小零件，而且为了让光刻机可以领先，所有的零部件都是采用了全世界最领先的技术，所以说光刻机从插头、配件等都是选用了其他国家的顶尖技术，这相当于全世界的技术融合在一起才可以制造出顶级的光刻机，而且ASML公司背后有台积电、三星以及英特尔这样顶尖的企业投资支持，也是花了几十年的时间才有今天的成绩。

ASML光刻机

荷兰的ASML光刻机基本上都是供不应求，中国也一直想要购买，但是现在还没有收到货。ASML的光刻机基本上都是内部消化了，毕竟台积电、三星以及英特尔本来就是芯片大户，台积电能够在芯片代工领域有今天的成绩，跟手上有这么多的光刻机也有很大的关系。

造光刻机比原子弹更难？为何荷兰有人说：图纸给我们也造不出来？

我没研究过芯片生产工艺，但了解过晒字工艺，理论上来讲是相同的，个人认为解决了高倍放大镜和高倍微缩镜就攻克了50％困难，剩下的50％就是制造工艺的精度问题了，其实想解决工艺差重点在于电机精控，可以采用双级或许多级来缩小工艺误差。

荷兰人这么说是有道理的，图纸只是把光刻机的结构和尺寸告诉你，内部的各个零部件不是有图纸就能自己制造出来的，就像现在的华为手机，美国断供芯片后我们只能用自己的，不过手机性能要回到过去了，为了解决这个问题就要进口荷兰的光刻机，理所当然更难。

之前说航空发动机是工业皇冠，中国人绝对造不出来，现在太行已经普遍装配，涡扇15也初步成功，所以没有什么是不可能的，中国有人有钱，又不是什么未知领域的黑科技，都是成熟技术，只是加工工艺的问题，只要舍得投入，良品率低些就低些，总会造出来的。这么给你说吧，给你图纸你都造不出来。

第一，零件精度，光刻机是纳米级别的机器，它所需的零件需要高精密度，误差很小，中国为啥好多零件要从外国买，包括发动机，大部分原因就是零件精度不够，你拆卸了，就是造不出来，第二，装配，几万个零件你怎么装，只要其中一两个装不好，那最终误差可就大多了，这不是你装高达，你高达都装不好。第三，技术，其中用到好几百种专利，有些技术中国都没有，你怎么造。这还是最普通的，你真正造起来问题很大的。

我觉得光刻机难度主要是涉及的国际大厂太多，再加上美国对中国的技术封锁中国想要独立制造光刻机涉及的领域太多所以这不是一年两年能做出来的，最起码得等到其他领域都发展到一定得能力才能咱们自己制造。所以只是时间问题。

这个怎么说呢，从工艺角度绝对是高精度的光刻机更难，但技术都是不断改进来的，花5年十年以中国的精神并非不可实现，原子弹这个从政治角度，从实现角度更难，世界那么多国家能造原子弹的也没多少，这种武器谁不想造？但事实是很多国家偷偷搞了几十年依然搞不出来，更别说氢弹了，作为如今的中国来说，光刻机更难，因为它需要更多产业链的支持，如果全产业链都成熟，造光刻机对中国来说那还不跟玩一样。

光刻机难，从专业人才，设计，材料，工艺，各方面我国都缺。原子弹氢弹那时候我国有一大批高级尖端人才，可以说各个都是世界级人才天才，才把原子弹这些搞出来的，现在我国没这方面人才以及技术。

阿斯麦其实只是一家组装厂，光刻机是世界上最精密的机器，其需要瞬间的精确移动和停止，移动精度误差不大于2纳米，才能造出7纳米制程的cpu芯片，5纳米芯片的移动过程误差不超过1.5纳米。好比两家在飞机跑道上起飞的飞机，一家飞机上伸出一把刀，另一家飞机上伸出一粒米，需要在这粒米上刻一个A字。另外，聚焦激光的光束斑的直径要正好5纳米，控制软件也要纳米级的要求精度。你怎么玩？阿斯麦的各个零部件汇聚了全球各个国家最顶级的技术产品，有镜头、极紫外光激光、超精密机床、精密控制软件等，这些技术是全人类几百年不断累积的智慧结晶，若中国能评一国之力获得突破，那中国在这些领域将同时登顶世界技术之最。

要知道自身有几斤几两，高端科技那么好搞不至于很多领域被掐脖子，人家赚大头我们只是赚点代工费。汽车发动机相比较芯片来说，肯定是芯片难度大一点，目前为止国产发动机哪个是自主研发的！这个不是吹出来的，有些东西即使可以仿造只是形似，内在的东西差的太远了，不然很多人喜欢买进口的或者代购呢。

可口可乐的配方一直是公开的，为什么这么多年，都没有人可以做到和它一样的味道？还有路虎，以前路虎还没有卖给印度塔塔公司的时候，用美国的发动机，德国的变速箱和软件，基本没有什么大问题，卖个塔塔公司以后，德国仅仅是不给它供软件，其他配件都没有改变，路虎就上了315。

原子弹只要造出来能引爆它就行，没有标准，也不需要考虑市场能不能接受，但这个问题肯定说的不是普通的光刻机，这里说的是世界最先进的光刻机。原子弹如果像考试，代表着高分，考出高分有很多种原因的，甚至抄袭都有可能，但顶级光刻机就代表着你不光要考高分，而且还要保持第一名，这个不是你能抄袭到的。

准确的说原子弹是刚需，光刻机不是，你真的以为荷兰人是外星人？只有他们才能制造最牛逼的光刻机？这是商业因素驱动的，就像美国人的因特尔，不是别的国家做不了，是没必要，如果光刻机牵扯到国家命运，你还会天真的以为地球上只有荷兰人才能掌握这个尖端技术吗？先不说别的国家，美国第一个就能搞出来这玩意。

光刻机不是靠荷兰一家之力造出来的，它是世界（特别是西方阵营）最尖端科技的集大成者，其汇集了多个发达国家的多项尖端技术。以此看得出美国是多么的深谋远虑，它主导了高科技产业在同盟国中分工合作，控制了世界上最发达最先进最尖端的科技，根根需要，一些技术只在它们之间分享，但非同一阵营绝对被排斥。

航空发动机技术也与此类似。世界上最发达的美欧大洋洲等国家（如美英法意澳加日韩瑞丹荷挪新等国）均属它们同一阵营。可想而知，我们要突破它们的技术壁垒有多难！我们应当与时俱进，放弃不结盟过时陈旧思维，多结交朋友，结成盟友，集思广益，合作攻关，共同战斗！

科学技术一直在进步，光刻机虽然我们起步晚，并不是说我们就不能攻克了。困难是困难，难道困难就不做了吗？举国之力，一个领域一个领域的突破，我相信国家的能力，我也相信中国人自古以来的聪明和能力，现在这个时刻才是关键，让国家让国民清醒，什么才是国家发展的最重要因素，不是一天靠炒房地产，不是靠一天做明星梦，而是靠科技靠知识，靠的是不向老天低头的骨气。中国自古不缺人才。

原子弹是研发集成，光刻机是成果集成。难度前者最大，没有现成实物，基本所有都要从理论到实物，各种验证，从无到有，再集成，再优化，再验证。后者难度在优化整合上。攻城不怕坚，攻书莫畏难。科学有险阻，苦战能过关。我们现在各方面条件比刚建国时不知好多少倍，更何况我国已经有了能生产14纳米的光刻机。我坚信我国的科学家和能工巧匠们一定能攻坚克难，再创奇迹！

给图纸也造不出来的光刻机，为何这么难做？

有图纸光刻机这种东西也不是说造就能造出来的，因为它不是一家公司产物，可以说一台高端的光刻机，它集合了全球几千家顶尖的科技公司的结晶，上万个精细的零件的配合才能够造出这样一台机器，说一台高端的光刻机是人类文明智慧的巅峰也不为过。

这种东西它主要作用就是个芯片，芯片才多大呀，你想一想你手机有多大，芯片只是占很小很小的一部分，但是这很小很小的一部分，他又能够处理你手机上的所有信息，无论是系统的控制亮度的调节，还是说声音大小全部都指望这样一个核心的东西呢，没有这个东西手机的很多功能都会缺失，但是它体积就那么小，它是非常精细的东西，这个东西可以说是除了人的大脑之外，手机的一个大脑。

他自己虽然不能主动地进行思考，但是它可以根据你的指令作出正式的反应，光刻机的发展最早的时候还没有那么难，但是随着进度的不断提升，现在到了5纳米这个级别的我们根本就做不出来，国内就是说现在最先进的就是14左右的，差了，七中好几代，三代可能都不止了，要说国内就不想研究出来的吗？谁都知道把这个东西关键技术攻克了，那利润空间绝对是很大很大的，国内的市场也非常的高，同样的价钱同样的性能国产的厂商为什么不用国内的呢？只不过是因为国内没有不是给钱就能研究出来了。

图纸这个东西只是一个样例而已，就是说大致方向是这样的那么复杂的一个东西，你觉得一张图纸就能包括吗？不是建房子那么简单，不是说把一些砖堆砌到一块，你这个房子就算建成了那个东西，你就算是用三维立体图去展示的话，也是一个非常复杂的模型，绝对不是一个图纸就能搞定的，而且核心的技术国外是绝对不会外泄的，这是他们最核心的东西，多少钱都不可能的，所以自力更生还是得靠自己。

本科生自制光刻机，光刻机真的凭借一张图纸就可以完成？

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。

光刻机怎么制作（最好提供图文）？

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

光刻机是干什么用的，工作原理是什么？

一、用途

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源能量、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。

扩展资料

光刻机的结构：

1、测量台、曝光台：是承载硅片的工作台。

2、激光器：也就是光源，光刻机核心设备之一。

3、光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。

4、能量控制器：控制最终照射到硅片上的能量，曝光不足或过足都会严重影响成像质量。

5、光束形状设置：设置光束为圆型、环型等不同形状，不同的光束状态有不同的光学特性。

6、遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。

7、能量探测器：检测光束最终入射能量是否符合曝光要求，并反馈给能量控制器进行调整。

8、掩模版：一块在内部刻着线路设计图的玻璃板，贵的要数十万美元。

9、掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。

10、物镜：物镜用来补偿光学误差，并将线路图等比例缩小。

11、硅片：用硅晶制成的圆片。硅片有多种尺寸，尺寸越大，产率越高。题外话，由于硅片是圆的，所以需要在硅片上剪一个缺口来确认硅片的坐标系，根据缺口的形状不同分为两种，分别叫flat、 notch。

12、内部封闭框架、减振器：将工作台与外部环境隔离，保持水平，减少外界振动干扰，并维持稳定的温度、压力。

参考资料来源：百度百科-光刻机