光刻机（Mask Aligner) ，又名掩模对准曝光机，是芯片制造流程中，光刻工艺的核心设备。曝光机（英语：Mask Aligner）是制造微机电、光电、二极体大规模集成电路的关键设备。可以分为两种，分别是模板与图样大小一致的contact aligner，曝光时模板紧贴晶圆；以及利用短波长激光和类似投影机原理的步进式光刻机（英语：stepper）或扫描式光刻机（英语：scanner），获得比模板更小的曝光图样。
在整个芯片制造工艺中，几乎每个工艺的实施都离不开光刻的技术，光刻是制造芯片的最关键技术，占芯片制造成本的35%以上。光刻机具有技术难度最高、单台成本最大、决定集成密度等特点。每当芯片完成IC设计以后，就要委托晶圆代工厂进行芯片制造封装。晶圆是制造、刻蚀芯片的基础，光刻技术是一种精密的微细加工技术，常规光刻技术是采用波长为2000～4500埃的紫外光作为图像信息载体，然后再以光致抗光刻技术蚀剂为中间媒介实现图形的变换、转移和处理，最终把图像信息传递到晶片或介质层上的一种工艺。
光刻技术就是把芯片制造所需要的线路和功能区做出来，简单来说，就是将芯片设计图中所设计的线路跟功能区印在晶圆之中，类似于照相机照相，不过光刻机刻的不是照片，而是电路图和其他元器件。就好像原本一个空空如也的大脑，通过光刻技术把指令放进去，这个大脑才能够运作，而电脑和其它元器件就是芯片设计人员所设计的指令。光刻主要包括了光复印和刻蚀工艺，光复印技术就是用光刻机完成的，而刻蚀工艺则是用蚀刻机完成的。
- 利用模版去除晶圆表面的保护膜。
- 将晶圆浸泡在腐化剂中，失去保护膜的部分被腐蚀掉后形成电路。
- 用纯水洗净残留在晶圆表面的杂质。
其中曝光机就是利用紫外线波长的准分子激光通过模版去除晶圆表面的保护膜的设备。
一片晶圆可以制作数十个集成电路，根据模版曝光机分为两种：
- 模版和晶圆大小一样，模版不动。
- 模版和集成电路大小一样，模版随曝光机聚焦部分移动。
其中模版随曝光机移动的方式，模版相对曝光机中心位置不变，始终利用聚焦镜头中心部分能得到更高的精度。成为目前的主流。
光刻机技术的迭代历程
光刻（photolithography）工艺是将掩膜版（光刻版）上的几何图形转移到晶圆表面的光刻胶上。首先光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。
通常以一个制程所需要经过掩膜数量来表示这个制程的难易。根据曝光方式不同，光刻可分为接触式、接近式和投影式；根据光刻面数的不同，有单面对准光刻和双面对准光刻；根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。而光刻机本身按照应用可以分为几类，用于制造芯片的光刻机，用于封装的光刻机和应用于LED制造领域的投影光刻机
光刻机一般根据操作的简便性分为三种，手动、半自动、全自动。
手动：指的是对准的调节方式，是通过手调旋钮改变它的X轴，Y轴和thita
角度来完成对准，对准精度可想而知不高了；
半自动：指的是对准可以通过电动轴根据CCD的进行定位调谐；
自动： 指的是 从基板的上载下载，曝光时长和循环都是通过程序控制，自动光刻机
主要是满足工厂对于处理量的需要。
一般的光刻流程包括底膜处理、涂胶、前烘、对准曝光、显影、刻蚀，去胶光刻检验等，可以根据实际情况调整流程中的操作。
光刻机主要厂商
曝光机是生产大规模集成电路的核心设备，其制造和维护均需要先进和强大的光学及电子工业基础，世界上只有少数厂家掌握这种技术。因此曝光机价格昂贵，通常在 3 千万至 5 亿美元。
为什么要使用光刻机？
我们都知道芯片这么小，这么精细，那么是如何生产出来的呢？用刀刻？用水冲？自然不行，因为芯片远比这小得多，动不动就是nm的，这些最小也就是μm级别，那么到底是什么刻刀能做到这么精细。所以就想到了，用光线在芯片上刻，就是光刻机。想要把芯片做小做精致，光刻机是绕不开的技术壁垒。
- ASML光刻机长啥样？
光刻机装置结构
- 光刻机装置结构
测量台、曝光台：承载硅片的工作台，也就是本次所说的双工作台。
光束矫正器：矫正光束入射方向，让激光束尽量平行。
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。
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。
遮光器：在不需要曝光的时候，阻止光束照射到硅片。
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。
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。
掩膜台：承载掩模版运动的设备，运动控制精度是nm级的。
物镜：物镜由20多块镜片组成，主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小，再被激光映射的硅片上，并且物镜还要补偿各种光学误差。技术难度就在于物镜的设计难度大，精度的要求高。
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。
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。
光刻工作流程
- 光刻机工作流程
1、硅片预处理
在硅片涂胶之前首先需要使用去离子水冲洗硅片表面，对其表面进行清洁，去除表面杂质，防止对光刻机造成玷污，同时提升粘附性。随后再进行烘烤和脱水，进一步提高硅片和光刻胶的粘着力。
2、涂胶
先利用真空吸盘将预处理过的硅片固定，随后在硅片随真空吸盘旋转的同时向硅片表面喷射光刻胶，开始以较低的速度旋转，当喷到一定量时，以高速旋转，使光刻胶均匀覆盖，达到指定厚度。在涂胶完成后，还需对其进行烘烤，达到蒸发溶剂的作用。
3、曝光
在硅片和掩模对准，通过透镜缩放聚焦后，使用特定波长的光对硅片表面进行照射，未受掩模遮挡部分的光刻胶发生曝光反应，电路图从掩模转移到硅片上。调节照射位置则能在同一硅片上产出500-600个芯片。曝光后还需在进行烘烤，通过光刻胶分子的热运动，使胶侧壁平滑，提高解析度。
4、显影
显影是利用显影液将被光照射过的光刻胶溶解掉，而未被分解的光刻胶仍留在硅片表面。显影操作后还需进行烘烤，蒸发剩余溶剂。
注意：使用正型光刻胶，则显影过程是溶解被光照射的部分，若使用负型光刻胶，显影过程是溶解未被光照射的部分。
5、检测
对硅片进行检测，不合格的去胶再进行以上流程，合格的进行后续步骤。
6、刻蚀
分为干法刻蚀
与湿法刻蚀，其中干法刻蚀是常用方法。干法刻蚀是使用等离子体轰击未被光刻胶覆盖的硅片表面，去掉表面材料，得到目标电子元件。
7、去胶
刻蚀过后，用特定溶剂洗去剩余光刻胶。
以上就是利用光刻机制作芯片的流程。
上海微电子开发了一种光刻机，可用于制造28纳米芯片
FX168财经报社(香港)讯 美国彭博社周三(12月20日)最新报道称，一位主要的国有股东宣布，上海微电子装备集团有限公司(Shanghai Micro Electronics Equipment Group Co. )在芯片制造设备方面取得技术突破，这表明这家被美国列入黑名单的公司在中国克服美国芯片制裁的斗争中取得进展。
(截图来源：彭博社)
张江集团周二在微信上发帖称，作为国内唯—一家掌握光刻机技术的企业，上海微电子开发了一种光刻机，可用于制造28纳米芯片。
此文章还肯定了中芯国际、华虹半导体等在先进模拟芯片代工方面不断注入的强劲能量。
张江集团于1992年7月28日挂牌设立，是一家统筹承担张江科学城开发建设、项目引进、产业培育、功能服务、创新创业氛围营造等重要功能的国有独资公司，隶属于上海市浦东新区政府监管单位。因此，张江集团公布的这一消息，标志着中国最新28纳米前道光刻机研发进展首次被官方披露。
根据数据提供商天眼查的数据，张江集团是上市的上海张江高科技园区发展有限公司(Shanghai Zhangjiang Hi-Tech Park Development Co.)的母公司，后者是上海微电子的第四大股东。
市场方面，张江高科股价周三盘中一度飙升8%，其它光刻机概念也拉升，联合光电一度涨超12%，波长光电、海立股份、蓝英装备等跟涨。
但值得注意的是，张江集团后来修改了帖子，删除了对28纳米的提及。现在的帖子只是简单地说，上海微电子致力于制造先进的光刻机。
阿斯麦一直无法向中国提供其EUV机器，因为在美国的压力下，荷兰官员不愿向该公司提供许可证。
周三，一位接听电话的上海微电子代表表示，该公司没有更多信息可以提供。
彭博社称，虽然28纳米芯片最早于2011年面世，但上海微电子的最新成就意味着中国可能将与该领域领先者的差距缩小了数年。
此前，中国自己的光刻技术落后于这家荷兰公司约20年。28纳米芯片目前仍然是智能手机和电动汽车等众多产品的关键。