之前的半导体工艺介绍是以28flow的逻辑进行书写，接下来我想再从模块的角度去介绍下半导体工艺，并和设备相结合。

光刻工艺介绍

光刻工艺是半导体工艺中唯一进行图形转移的工艺，其重要性在于我们从设计的电路图到硅片上的实际晶体管布局，必须通过这个步骤才能转移，所谓的工艺节点也与这个步骤息息相关。下图可以进行一个通俗的对比：

光刻机自然光源设计电路图（光罩）自然景物硅片底片

具体工艺步骤如下：
1.表面准备，清洗和烘干表面，增加黏附性；
2.涂覆光刻胶，用旋涂法在表面涂一层光刻胶（厚度以及均匀度对光刻有很大影响）；
3.软烘培，通过加热使光刻胶溶剂部分蒸发，增加黏附性以及防止溶剂干扰曝光；
4.对准和曝光，正胶溶解，负胶聚合；
5.显影，去除未聚合的光刻胶；
6.硬烘培，使光刻胶溶剂继续蒸发；
7.显影检查（ADI），明场&暗场；
8.刻蚀，通过光刻胶开口位置去除晶圆顶层薄膜；
9.去除光刻胶；
10.最终检查(AEI)，明场&暗场。

以上步骤是一个比较通俗的光刻步骤，在实际操作中，我们往往还需要考虑比如多层反射引起的干涉衍射效应，因此需要和光学镜头前镀增透膜一样；需要在硅片表面涂胶之前长一些抗反射的薄膜，具体我想后面开一个半导体和光学合集仔细聊聊这方面问题。还有在28以及以下制程中，我们进一步引入硬掩模版，其作用和光刻胶类似，相当于二次图案转移。

光刻设备

这个估计这几年已经被各路媒体写烂了，卡脖子=光刻机，大家都能聊两句。似乎半导体产业就是光刻机不行，只要光刻机突破，东大就起飞。这个咱们不聊，就聊聊实际的。

首先是光刻最重要的参数：分辨率
这个应该是决定光刻机最重要的技术指标之一，也决定元件最小特征尺寸和芯片集成度。其公式如下：

其中是光刻机光源波长，是数值孔径，决定了能够收集光的角度范围，，是光源到晶圆表面之间介质的折射率（因此同样的光刻机，把这个介质改从空气改成水，就会提高分辨率，也就是浸入式光刻机思路。），是投影物镜像方半孔径角。是光刻工艺因子，和光刻胶聚合度、分子量、颗粒度、杂质/灰尘、感光剂等相关，一般就是和具体公司工艺息息相关，理论上对于单次曝光，最小极限大概在0.25。从上述公式可以看到提高分辨率直接方式就是减小波长以及增大NA。

光刻机分类：

光刻机无掩膜光刻机有掩模光刻机电子束直写光刻机主要用于高分辨光罩制造激光直写光刻机用于小批量特定芯片制造离子束直写光刻机一般用于实验研究接近/接触式光刻机设备价格比较便宜，上世纪60-70年代使用较多投影式光刻机目前业界广泛使用

按光源发展，目前光刻机从紫外UV到深紫外DUV，再到极紫外EUV，进一步发展High-NA EUV（NA=0.55）。具体工艺节点如下表所示：

目前市场：
当前全球半导体前道光刻机市场整体格局是：一超两强，即高端市场 ASML寡头垄断；与两强Nikon、Canon 三分天下。
全球仅 ASML 能生产高端 EUV，浸没式DUV 也仅 ASML 与 Nikon 出货，ASML浸没式ArF光刻机市占率超90%。中低端市场，日本佳能Canon和尼康Nikon凭借价格优势主导中低端市场，合计市占率约10%。佳能在i-line光刻机领域领先，尼康则覆盖ArF等多类型DUV设备。

当前上海微电子，是国内唯一具备90nm以下制程能力的厂商，2018年成功验收量产，主打中低端市场，中低端出货占国内市场超80%，但高端仍需进口。芯碁微装的直写光刻设备在MEMS领域存在应用，大族激光封装光刻机在后道存在应用。

光刻机确实是目前国产半导体产业的一个痛点，国内也有一些单位和公司在做；后续我想再整理一下光刻机产业链以及国内外龙头企业，与大家分享。