光刻机用途广泛，除了高端大气上档次的前道光刻机之外，还有用于LED制造领域投影光刻机和用于芯片封装的后道光刻机，虽然在前道光刻机上国内厂商和ASML差距如同鸿沟，但后道光刻机和封装光刻机国内厂商不仅都能制造，还占据了不低的市场份额。

　　因此，笔者在这里只介绍技术含金量最高的前道光刻机。前道光刻机经历了六代改进：

　　第一代是接触式光刻机。光刻机是掩模直接贴在硅片上曝光的，类似与投影，会造成较大的污染。

　　第二代是接近式光刻机。对接触式光刻机进行了改良，掩模和硅片之间留了点空隙，但成像不好。

　　第三代是全硅片扫描投影式光刻机。光刻机改良了扫描投影模式，并加入了物镜，进行光学矫正。

　　第四代是反射扫描摄影式光刻机。

　　第五代是步进式扫描投影式光刻机。顾名思义，就是采用了步进式扫描投影。

　　第六代就是EUV。EUV还使用反射镜取代了投射镜，还使用了极紫外光源，EU这俩字母就是极紫外的缩写，波长是13.5nm。因为用波长极短，很容易被任何东西吸收，包括空气，所以腔体内是真空系统。ASML研发EUV花了十来年时间，数百亿美元，可知其技术难度。EUV光刻机的售价曾为1亿美元一台。

　　光源、物镜目前还无法完全摆脱进口依赖

　　光源是光刻机的核心部件之一。在光刻机改进中，所使用的光源也不断改进发展：

　　第一代是436nm g-line。

　　第二代是365nm i-line。

　　第三代是248nm KrF。

　　第四代是193nm ArF。

　　最新的是13.5nm EUV。

　　目前，在集成电路产业使用的中高端光刻机采用的是193nmArF光源和13.5nmEUV光源。

　　193nmArF也被称为申紫外光源。使用193nmArF光源的干法光刻机，其光刻工艺节点可达45nm，采用浸没式光刻、光学邻近效应矫正等技术后，其极限光刻工艺节点可达28nm。

　　浸没式光刻是指在物镜和硅片之间增加一层特殊的液体，由于液体的折射率比空气的折射率高，因此成像精度更高。因此，也就有了浸没式光刻的叫法。

　　而当工艺尺寸缩小到22nm时，则必须采用辅助的两次图形曝光技术。然而使用两次图形曝光，会带来两大问题:一个是光刻加掩模的成本迅速上升，另一个是工艺的循环周期延长。因而，在22nm的工艺节点，光刻机处于EUV与ArF两种光源共存的状态。

　　对于使用液浸式光刻+两次图形曝光的ArF光刻机，工艺节点的极限是10nm，之后将很难持续。EUV光刻机，则有可能使工艺制程继续延伸到5nm。

　　中国在激光技术上颇有成就，国内有的单位用汞灯做光源，还由单位研发出了独一无二的固态深紫外光源，但目前，固态深紫外光源还并未用于光刻机制造，在光源上还无法彻底摆脱进口。在物镜方面，虽然国防科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种超精抛光装备，实现了光学零件加工的纳米精度。但浸没式光刻物镜异常复杂，涵盖了光学、机械、计算机、电子学等多个学科领域最前沿，二十余枚镜片的初始结构设计难度极大——不仅要控制物镜波像差，更要全面控制物镜系统的偏振像差。因此，在现阶段国内物镜也无法完全替代进口产品。

　　据了解，光源和物镜同属核高基02专项重点公关项目之一，相信不久以后会有好消息。

　　本次“光刻机双工件台系统样机研发”项目仅仅是核高基02专项的一部分，而且很有可能是第一个通过核高基02专项验收的项目。相对于中科院光电技术研究所研制的紫外纳米压印光刻机，本次的技术突破——“光刻机双工件台系统”则是用于65nm前道光刻机的一项关键技术。虽然在技术上而言，65nm光刻机与ASML的差距依然巨大，但却是中国光刻机实现国产化替代万里长征的第一步。