1、圖形化工藝在晶片製造中的作用和發展趨勢，以及光刻機和相關裝置的工作原理和重難點？

圖形化工藝首先需要基礎的單晶矽進行切片作為基底，然後刻上一層層設計好的三維立體電路圖，然後進行各種工藝的加工，比如長一層膜，或者注入各種離子提高導電性。總之每一層都要圖形化，打好底稿，再進行相應的加工工藝成為晶圓，最後進行相應切割和封裝則成為成品。

圖形化工藝的發展最開始是4寸時的貼近式曝光，就是把圖形刻在掩膜版上，接著把晶圓和掩膜版貼在一起，然後照射鐳射，將圖形刻在晶片上，但貼近式曝光有很大侷限性。後發展到6寸、8寸和12寸的非貼近式曝光，一種是步進式光刻機，用於老裝置，一個個圖形像蓋章蓋過去；另一種是掃描式曝光，現在主流裝置都在用。除了光刻機本身構造，光源也是難點。晶片線寬越做越小，要求的鐳射光源的波長也越來越短，最早我們用 G light，用高電壓高電流激勵後發出 436nm 波長的光，後來衍生到365nm的I light。隨著發展的需求，後來又出現248nm的DUV，接著193nm的DUV，現在最先進的是EUV，達到13.5nm的波長，全球最先進的光刻工藝可以達到5nm。

光刻機和航天發動機都是工業上最難的東西:

難點一在於鐳射在波長變短的時候呈現波粒二象性，震盪過程中損耗能量大，傳遞距離短；

難點二在於現有幹法光刻和浸潤式光刻，前者以空氣為介質，後者以水為介質，後者的難度大大增加，因為將鏡頭浸在水膜中進行曝光是非常難以控制的，水的純度、氣泡、雜質、電導率、呈現在鏡頭的方式都有影響。並且水會揮發，揮發帶走熱量，影響鏡頭溫度，從而影響影象變化，這種失真難以控制；

難點三在於鐳射選型，用什麼樣的鐳射達到對應形貌也需要考慮；

難點四在於掩膜版上的同步性難於控制，現在的掃描式的曝光都是連續的曝光，需要掩膜版，也就是目標圖形、晶圓和鏡頭的同步響應非常好，一旦產生偏差，都會產生影象的失真;

難點五在於光刻機很貴，所以需要的產能要求也很高，隨著運作速度加快，要求的加速度和減速度要更快，但機械控制很難。

難點六在於對準，隨著圖形越小，標準點也越小，對準也越來越難。所以能做光刻機的公司非常少，最有名的就是 ASML，中國也有，在後端做的不錯，並且一臺光刻機相當於一臺美國 F16 戰機的價格。

2、尼康和佳能也在做光刻機，尼康也在官網上說能做7nm的工藝，是真的嗎?

不知道，但是可以說下三家的市佔率，4寸和6寸的時候基本是尼康、佳能，8寸的時候主體還是尼康和佳能，但開始有ASML，12寸的時候60%就都是ASML，同時尼康份額還是大於佳能的。浸潤式曝光最早是佳能的工程師在一次技術峰會上提出的概念，光在水中會折射，折射率為1.44，鐳射在掩膜版上發生衍射，將圖形發生展開，但是是尼康和 ASML將其成功產業化。

3、從技術上來說縮小波長、換折射率更大的浸潤材料、還是加大鏡頭的數值孔徑，哪個引數是未來最主要的？

首先解析度公式為解析度,K1是工藝常數，是波長，N.A.是數值口徑。首先是，鐳射波長越短，解析度越小，達到更細線寬，如今13.5nm的能量很小，損耗大，所以在EUV之前用的都是投射式，光透過一片片光學晶片投射到晶圓上，但能量損耗大，後來使用反射式，能量損耗小，13.5nm再往下就能難，目前只有美國 Cymer能做，這也是ASML要收購這家公司的最大原因。第二是NA數值口徑，NA越大越好，線寬越來越小，但NA其實也是有極限的，所以要用浸潤式曝光，用曝光介質的折射率的變化來增大NA，現在用水將NA提高到大於1，解析度變小，尺寸也做越小，但再往後很難。因為水的控制很難，水需直接接觸鏡頭和晶圓，細菌、塵埃、酸根、粒子都會對晶圓產生破壞，從而破壞器件，現在用的都是超純水，但即使這樣還是有很多缺陷。第三是K1是工藝常數，調整工藝後K1就會變小，例如double pattern大馬士革工藝改善K1，從而改變線寬。

4、您提到全球前三的廠商，他們的光刻在12寸上能做到什麼線寬水平呢? 或者在同等水平效能引數或應用上有明顯差距嗎？

這三家能做多少nm該用他們官網主頁上的東西去看，也肯定會做的更小，提高參數。比如官網上說光刻機組裝後標準線寬做到40nm，但所有工廠工程師都會不斷除錯做的更小，但具體多小不確定，因為做邏輯和儲存的標準不一樣。

5、日本的兩家公司的光刻機機臺和ASML機臺在生產效益或哪些有差異？

主要是線寬。ASML最大優勢在於與客戶有良好交流和一起研發，日本的兩家受傳統文化影響不怎麼開放，ASML也會提供客戶一些底層的資料，讓我們能更好更快完善裝置，日本不會提供底層技術。尼康和ASML都有浸潤式，但是ASML做得線寬更小，12寸中佳能現在基本只做KrF和I light 的市場，I light 365nm的市佔率還好，但248nm市佔率很小，並且發展的也不好。尼康現在做365nm、248nm和193nm，ASML現在有365nm、248nm、193nm和13.5nm。但整體10nm以內的工藝很難突破。

6、如何評價上海微電子等國內廠商的光刻機水平，比如技術儲備和研發水平?

上海微電子是國內最早做光刻機的廠商之一，研究平臺不錯，且比較快邁入twin scan的構架，twin scan是有兩個stage，可放兩片晶圓，同時去動。上海微電子單個stage和twin scan都有。且本身機臺不錯，線上寬要求不高的情況下，是可以用上海微電子的。

7、怎麼看待上海微電子現在說明年能交付 28nm的光刻機？

當然希望可以。圖形工藝實際需要光刻機和塗膠機合作才能完成。光刻機的差距還很大，但塗膠機差距很小，技術規格小。上海微電子很早研發twin scan和laser是它的優勢，但鏡頭問題還需要解決。ASML自己的鏡頭也做不了，得用蔡司的。難點在於：

第一鏡頭裡面有很多光學鏡片結合在一起，每一片的設計都很難，鏡頭組選型也很難；

第二是鏡片表面的鍍膜非常重要，鍍膜的質量決定了壽命和影象失真情況；

第三是控制鏡頭運動來對焦取準很難，導致影象失真，因此要在鏡頭裡新增運動機械來來補償失真，總體很難。上海微電子沒有EUV，沒有13.5nm的光源，沒有很好的浸潤在水中的鏡頭，這是它的硬傷，從而難於和ASML抗衡。

8、華為或微電子等公司攻克28nm以下的製程怎麼看，以及商業零部件角度看去美化哪些裝置很難？

認為很有希望。比如中芯國際很早就能做到40、45nm的工藝，但避開美方技術很有挑戰，因為產線很多工藝和其他環節需要其他的裝置，都有美方工藝需要攻克的，其中光刻機最為重要，只要光刻機攻克，其他都可以解決。40nm、45nm的非美產線是可能的，28nm也有希望，但13.5nm的鐳射是被壟斷的，關鍵是浸潤式曝光和鏡頭的突破，但是先進製程做不了。目前全球來看，佳能、尼康是有自己的光學實驗室的，蔡司的技術保密也非常嚴格，雖然中國有自己光學實驗室，但很難攻克。

9、只要有蔡司的鏡頭我們就可以做 40nm或28nm 嗎?

是的，鐳射源選用 193nm 的就可以，但不確定現在國內是否有人做，但有希望做。

10、尼康現在也比較有動力去配合華為實現去美化，加上中國合作，尼康的研發實力能讓它的製程向ASML那邊去突破嗎?

覺得日本人首先要轉變他們的傳統觀念，觀念限制研發，若能和華為聯合研發完全可以。尼康本身有浸潤式曝光機，並且可以媲美ASML光刻機，且有自己鏡頭。

11、如何看待華為要做光刻機的說法?

一年很難做出光刻機。

12、現在購買ASML是否仍有限制?日常維護的限制?

其實中芯國際很早就下了訂單給ASML，但ASML一直都沒有發貨。EUV國內大陸一臺暫時都還沒有，只有臺灣有。EUV 的機臺是要抽真空的，一次 pump down 就要 24 小時，零部件專業，且買不到，維護也很困難。