一块存储芯片的制造流程，光刻环节要重复几十次，是整张工艺配方单里占比最高的区域之一；

光刻机是整个晶圆厂里最贵的设备，没有之一；
光刻在硅片上画出来的图案是临时的，它用的光刻胶本质上是一种牺牲层，画完图、交给刻蚀或离子注入用完之后，就要被剥掉。

下面把核心知识点看看：
光刻的目的
晶圆制造跟盖房子一样，光刻负责在硅片上画图，后续的刻蚀（Etch）和离子注入（Implant）照着这张图施工，才能造出晶体管、电容、接触孔这些结构。
1. 在晶圆表面涂一层对光敏感的光刻胶；
2. 用紫外线透过掩模版（Reticle）照射，把图案印进光刻胶；
3. 显影，把该去掉的胶去掉，留下图案；
4. 刻蚀或注入，没被胶盖住的部分被加工；
5. 剥掉剩余的光刻胶，图案留在晶圆上，进入下一层。

原理上确实和冲印照片一脉相承，光通过镜头，被感光材料吸收，再经显影留下影像，区别只在于尺度是以纳米计。
图案能画多细？
光刻工程师的核心追求，是在保证可量产的前提下把图案间距（pitch）做到最小。间距每缩小一点，同样面积的晶圆就能切出更多颗芯片，或者让单颗芯片的容量翻倍，1Gb、2Gb、4Gb，就是这么一步步挤出来的。
能画多细，由瑞利公式（Rayleigh's equation）决定：
R = k₁ × λ / NA

波长 λ：行业用过的波长从 365nm（汞灯）、248nm（KrF激光）、193nm（ArF激光）降到今天的 13.5nm（EUV，极紫外），波长越短，能印的图案越小。
数值孔径 NA：可以理解为镜头的采光能力，NA = n × sinθ，NA 越大，能捕捉的光角度越大，分辨率越高。
工艺系数 k₁：和光刻胶质量、相移掩模（PSM）、离轴照明（OAI）、光学邻近修正（OPC）等分辨率增强技术有关。
NA 还有一段行业趣史，为了让 NA 变大又不想把镜头做得更大，工程师在镜头和晶圆之间灌满水，这就是浸没式光刻（Immersion Lithography），用折射率 1.33 的去离子水替换空气，把有效 NA 拉高了一截，193nm 浸没式光刻靠这个把最小半间距推进到了 38nm。
掩模版
掩模版（也叫 Mask 或光罩）是一块极其平整的石英，上面镀一层铬，电路图案就刻在铬上，石英透光、铬挡光，光一照，图案就投下去了。
掩模上的图案通常比真正印在晶圆上的大 4 倍，靠透镜系统缩小投影；
一张掩模上排着一个 die 阵列（比如 2×4），die 之间的空隙留给工艺监控结构；
一块芯片有几十层，每层都要一张专属掩模，几十张掩模按顺序用；
曝光时掩模图案要在晶圆上反复踩点（stepping），一次曝光叫一个 shot，整片晶圆可能要打 100 多个 shot。
实际流程

1. 气相底涂（Vapor Prime）：用 HMDS 赶走晶圆表面的水分子，让光刻胶贴得更牢；
2. 涂 BARC（底部抗反射层）：不是每层都需要，它能抹平表面起伏、压制反射造成的驻波、防止胶底变形；
3. 涂胶 + 去边（EBR）：高速旋转甩胶，转速决定胶厚；晶圆边缘胶会堆积成边珠，要不要去掉看工艺需求；
4. 软烘（Softbake）：100~200°C 烘几分钟，把溶剂烘掉、胶层固化；
5. 对准与曝光：把新图案和晶圆上已有的图案对齐，再用设定好的剂量和焦距曝光，这是工程师花时间最多的一步；
6. 曝光后烘烤（PEB）：完成曝光引发的化学反应，正胶的线宽对 PEB 温度和时间极其敏感；
7. 显影（Develop）：常用 TMAH 溶液溶掉该溶的胶；
8. 检测（Inspect）：量关键尺寸（CD）、查套刻精度，不合格就返工。
返工的机会只有一次窗口，显影后发现问题，可以把胶剥了重来；一旦过了刻蚀或注入，晶圆基本就只能报废。这也是为什么检测放在显影之后。
光刻胶
光刻胶分正胶和负胶，区别在显影时留哪部分，正胶留没照光的，负胶留照过光的。实际组合起来有三种玩法（正胶正显影、负胶正显影、正胶负显影），工程师按需求选。
胶的厚度：
给刻蚀用：刻蚀会消耗胶，必须算好刻完还剩多少，够用才行；
给注入用：离子会穿透胶层，胶必须厚到把该挡的离子全挡住；
高宽比（高度/宽度）超过 3 就容易倒塌（toppling），这是显影时毛细力的原因，加表面活性剂能缓解。
四项测量
胶厚：用椭偏仪，非破坏性、对薄膜很准；
颗粒监控：激光打在旋转的晶圆上，收集散射光，缺陷越小散射越弱，能数出颗粒的数量和尺寸；
关键尺寸（CD）：用 CD SEM量线宽、间距、接触孔直径，电子束扫过样品打出二次电子成像，灰度变化定边缘；
套刻（Overlay）：新图案和下一层旧图案对得齐不齐，用 box-in-box 标记量质心偏移，错位会导致电性失效和良率损失。
量出来的数据进 SPC（统计过程控制）图，盯住 UCL/LCL 两条控制线。发现趋势不对，比如 CD 持续飘高，工程师就在扫描仪里调剂量把曲线拉回目标值。
这是光刻日常的核心循环：量、画、调、再量。
设备
Track（涂胶显影机）：负责所有化学品作业和加热冷却，一台机器里同时能装上百片晶圆；
Scanner（扫描仪）：负责对准和曝光，Reticle 和晶圆台同步移动，通过狭缝扫描曝光；
两者通常连成一体，保证工序间的时间窗口和洁净度，晶圆装在 FOUP（密封晶圆盒）里，由 AMHS 自动搬运系统送进送出。
最后，
光刻的物理原理一百多年前冲印照片时就有了，难的是把每一个参数都压到极限还要稳定量产。
（内容整理自 Micron Educator Hub 《Intro to Photolithography》。）