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头条频频被提到的光刻机？以目前中国的科技技术无法研发制造吗？

光刻,技术,中国头条频频被提到的光刻机？以目前中国的科技技术无法研发制造吗？

发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

回答于 2019-09-11 08:43:50

咱们中国能够制造光刻机，只是工艺不能和世界上最顶尖的光刻机比，现在最顶尖的光刻机已经能够生产5nm的芯片并已经向2nm发起冲击了，我们国家的光刻机好像是14nm的，差距很大，我们与世界顶尖技术差距很大，为我们的科学家加油！

回答于 2019-09-11 08:43:50

光刻机的绝大多数核心技术掌握在荷兰ASML公司手里。如果我们想自己研发，就必须绕过这些专利技术。中芯国际已经绕过了荷兰ASML公司的专利技术壁垒，并成功研发了接近7nm得N+1技术的光刻机，预计年底投入量产，中国正在一步步逼近光刻机制造的顶峰。

一、光刻机与光蚀机的区别

我国研制的是蚀刻机不是光刻机，那么我们与光刻机进展怎样呢？光刻机与蚀刻机有什么区别？

首先，我国研制的蚀刻机与光刻机具有同等重要的地位作用，光刻机与蚀刻机的功能和作用不同。

1、工艺不同：刻蚀机是将硅片。上多余的部分腐蚀掉，光刻机是将图形刻到硅片上。

2、难度不同：光刻机的难度和精度大于刻蚀机。

等离子刻蚀，是干法刻蚀中最常见的一种形式，其原理是暴露在电子区域的气体形成等离子体。由此产生的电离气体和释放高能电子组成的气体，从而形成了等离子或离子，电离气体原子通过电场加速时，会释放足够的力量与表面驱逐力紧紧粘合材料或蚀刻表面。

等离子清洗实质上是等离子体刻蚀的一种较轻微的情况。进行干式蚀刻工艺的设备包括反应室、电源、真空部分。工件送入被真空泵抽空的反应室。气体被导入并与等离子体进行交换。等离子体在工件表面发生反应，反应的挥发性副产物被真空泵抽走。等离子体刻蚀工艺实际上便是一种反应性等离子工艺。

常用的光刻机是掩膜对准光刻，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、刻蚀等工序。

光刻的意思是用光来制作一个图形（工艺）。在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

二、光刻机工作原理

1、 ASML光刻机介绍图。

　　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。

2、光刻机主要技术指标：

　　准分子激光器扫描步进投影光刻机最关键的三项技术指标是：光刻分辨力、套刻精度和产量。

　　光刻分辨力的计算公式为：

　CD=K1・λ/NA，式中λ为准分子激光器输出激光波长，K1为工艺系数因子，NA为投影光刻物镜数值孔径。

从上式可以看出，提高光刻分辨力可以通过缩短激光波长、降低工艺系数因子K1和提高投影光刻物镜数值孔径NA等来实现。缩短激光波长将涉及到激光器、光学系统设计、光学材料、光学镀膜、光路污染以及曝光抗蚀剂等系列技术问题;低工艺系数因子K1值成像，只有当掩模设计、照明条件和抗蚀剂工艺等同时达到最佳化才能实现，为此需要采用离轴照明、相移掩模、光学邻近效应校正、光瞳滤波等系列技术措施;投影光刻物镜的数值孔径则与激光波长及光谱带宽、成像视场、光学设计和光学加工水平等因素有关。

套刻精度与光刻分辨力密切相关。如果要达到0.10μm的光刻分辨力，根据33%法则要求套刻精度不低于0.03μm。套刻精度主要与工件台和掩模台定位精度、光学对准精度、同步扫描精度等因素有关，定位精度、对准精度和同步扫描精度分别约为套刻精度的1/5～1/3，即0.006～0.01μm。提高生产效率是光刻机实现产业化的必要条件。为了提高生产效率，必须优化设计激光器输出功率、重复频率、曝光能量控制、同步扫描等各个技术环节，并采用先进技术尽量减少换片、步进和光学对准等环节所需时间。

　　（3）激光器也就是光源，它是光刻机核心设备之一， EUV是下一代光刻的利刃。光刻机使用的光源有几项要求：有适当的波长（波长越短，曝光的特征尺寸就越小），同时有足够的能量，并且均匀地分布在曝光区。实现光刻进步的直接方法，是降低使用光源的波长。早期的紫外光源是高压弧光灯（高压汞灯），经过滤光后使用其中的 g线（436 nm）或 i线（365 nm）。其后采用波长更短的深紫外光光源，是一种准分子激光（Excimer laser），利用电子束激发惰性气体和卤素气体结合形成的气体分子，向基态跃迁时所产生激光，特色是方向性强、波长纯度高、输出功率大，例如 KrF （248 nm）、 ArF（193 nm）和 F2（157 nm）等。使用 193nmArF光源的干法光刻机，其光刻工艺节点可达 45nm，采用浸没式与光学邻近效应矫正等技术后，其极限光刻工艺节点可达 28nm。

三、中国研制的光刻机进程

1、光刻机是卡住中国脖子的35项技术里之一。光刻机一直都是我们科学领域的难关，大部分厂商都采取代工的方式，解决这个难题。芯片研发对于高科技创新研发是非常重要的，标志一个国家科技水平，而作为制造芯片的重要条件，制造芯片的光刻机，其精度决定了芯片性能的上限。

2、中国在光刻机研制方面进展比较快，在“十二五”科技成就展览上，中国生产的最好的光刻机，加工精度是90纳米。这相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。而国外已经做到了十几纳米。

中国最具实力的芯片生产厂是中芯国际。芯片制造工艺，已经能够批量生产14nm芯片，但在7Nm阶段，却被光刻机卡住了。早在2018年，中芯国际就已向ASML公司下了10台7Nm光刻机的订单，定金已经支付，但到目前为止，还没有见到7Nm光刻机的影子。

3、美国干涉了ASML向之中芯国际交付7Nm光刻机，ASML再次失信。但美国没想到的是，中芯国际绕过光刻机的限制，成功突破了7Nm级。新的过程称为“n+1”。其性能与7Nm芯片相当，无需7Nm光刻机即可实现批量生产。中芯国际称，N+1工艺将于今年年底实现批量生产。除了N+1，中芯国际还在继续开发N+2工艺，类似于5nm芯片的制造工艺。预计明年差不多能实现批量生产。这样一来，中芯国际离台积电的水准，只有一年的时间。

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