本期周报重点内容如下：光刻机简介

一、A股市场动态观点更新

本周A股主要指数仍然悉数下挫，主要原因在于前期过高的政策刺激预期落空，此外11月通胀、金融、经济数据仍显示需求偏弱，经济修复基础不牢固。具体来看，创业板跌2.31%居首，该指数已经连续五周下跌，沪指本周跌0.91%，且连续四周下跌。港股本周反弹，恒生指数涨2.8%，恒生科技涨2.02%。

经济方面，11月工业增加值增长6.6%超预期，但社零、投资等数据表现低于预期。此外，11月信贷低于去年同期，且M1同比增长1.3%，剔除春节效应扰动创历史新低。12月12日，中央经济工作会议召开，其中提到财政政策要适度加力、提质增效，强调提高资金效益和政策效果以及财政的可持续性。货币政策着重描述为“灵活适度、精准有效”。次日，彭博指出，会议关于宏观政策说法的基调仍然是宽松的，但几乎没有暗示明年会采取更激进的立场。15日路透援引消息人士称， 2024年的赤字率将设定为3%，不足部分以特别国债补充。

外围方面，在12月的政策会议上，美联储决定维持利率不变，并发出了迄今为止最明确的信号，即其激进的加息行动已经结束，预计明年将进行一系列降息。虽然鲍威尔表示，如果物价压力重现，官员们准备再次加息，但他也表示，随着通胀率继续向2%的目标下降，决策者们在本次会议上已经开始讨论降息。

本周国企改革概念走势强劲，周二板块热度全面扩散走强，在中央经济工作会定调后，每日十余股涨停。此外，多个消息催化传媒股走高。谷歌本周发布多模态大模型Gemini，在性能上超过了当前的ChatGPT。德国媒体巨头Axel Springer与OpenAI签署许可协议，OpenAI将付费使用Axel Springer出版物的内容，以回答用户在ChatGPT中提出的问题。此外，ChatGPT Plus重新开放订阅。MR/VR题材本周也相对活跃，苹果第一代MR产品Vision Pro发售在即，首批备货40万台左右，苹果Vision Pro员工培训明年1月中旬开始。本周马斯克发布人形机器人（Gen 2）宣传片，一度催化机器人板块强势拉升。

寒潮消息不断发酵，能源板块表现活跃。地产股本周异动，一是在中央经济工作会议前期，市场博弈支持政策，二是周四京沪发布楼市新政，包括降低首套、二套首付比例、房贷利率下限等措施，地产股顺势走高。

二、本周分享：光刻机介绍

1、光刻机的种类和发展的历史 （1）光刻机种类

光刻机以前是接触接近式的，一块掩膜版上面的图形直接曝光到一个硅片上去，效率比较低，分辨率比较低。

接触式光刻技术是小规模集成电路时代的主要光刻手段，主要用于生产特征尺寸大于5m的集成电路。在接触/接近式光刻机中，通常晶圆片放置于手动控制水平位置和旋转的工件台上。利用分立视场显微镜同时观察掩模和晶圆片的位置，并通过手动控制工件台的位置来实现掩模版与晶圆片的对准。晶圆片与掩模版对准后，二者将被压紧，使得掩模版与晶圆片表面的光刻胶直接接触。移开显微镜物镜后，将压紧的晶圆片与掩模版移入曝光台进行曝光。汞灯发出的光经透镜准直平行照射掩模版，由于掩模版与晶圆片上的光刻胶层直接接触，所以曝光后掩模图形按照1:1的比例移转印至光刻胶层。

接触光刻技术优点：因直接接触，减少光的衍射，能实现较小特征尺寸的曝光。总体简单经济。缺点：也是因掩膜版和涂油光刻胶的晶圆紧密接触，容易造成划痕、污染颗粒，同时造成器件致命的缺陷，缩短掩膜版的寿命，降低成品率等。

后面慢慢发展成投影式的曝光机，投影的倍率主流的是4:1。4:1的意思是硅片上是掩膜版上图形的1/4，投影式曝光相对于接触接近式曝光，分辨率可以非常高，193nm的光刻机的分辨率的话可以达到周期76nm，现在主流的全是投影式曝光机。

投影式一开始是步进的，步进就是每步进一次就曝光一个区域，每步进一次曝光一个区域，但是随着对曝光场的大小的要求越越来越高，分辨率的要求越来越高，镜头会变得很大，像场就没法做的特别大，因为有像差的要求，所以最后变成了扫描式的。

（2）发展历史

上个世纪六七十年代，美国光刻机最厉害，做的是接触接近式及投影式的光刻机。到了九零年，美国的份额就跌了，日本的尼康、佳能、荷兰ASML都起来了，到零零年，ASML发明了双工作台，效率可以提高30%，抢占了日本的市场，后来ASML又有了浸没式光刻机，尼康晚了一年，ASML完全打败了尼康，市场接受了某一种形式的产品之后，其他的产品再想打进来，就很难了。

2、光刻机工作的原理及每个系统的功能

光刻机的核心组成系统：照明系统（光源产生的光通过照明系统产生想要的光源条件），掩膜台，投影物镜，双工件台。 曝光时镜头不动，掩膜版和工件台运动。路径基本上是蛇形的曝光，一个小时接近300片，非常快。照明系统产生了不同的照明条件之后，照到掩膜版上去，掩膜版在掩膜台上。底下的投影物镜收集掩膜版上发出来的光并成像到硅片上。水浸没式就是水滴加在工件台和镜头中间。双工作台就是左边做曝光的时候，右边会做调频或者是对准，做完了之后相互交换，交换的过程中，要通过某种测控方式来探测到具体的位置，才能测控线宽和套刻。两个台一个是测量工位一个是曝光工位，镜头是不动的，只有这个双工作台带着硅片在做运动。 套刻精度：每一层之间需要做对准，技术节点不断缩小，线宽是不断缩小，套刻精度也是不断缩小的。 3、子系统发展历史及所需技术

（1）照明系统

——照明系统就是从光源出来的光通过照明系统之后，照到掩膜版上。产生衍射光，投影物镜收集之后再成像，照明原理是科勒照明。

——不同照明条件的产生方式：依靠照明光瞳，最早的时候只有六个照明条件可以选，不是自由选择的。后面ASML可以x实现多种照明条件，可以加上一些挡板，或者是再转45度的照明，ASML的DOE衍射光学元件有不同的编号，不同的DOE编号就可以实现不同的光头的形状。

——照明系统里的透镜：这些透镜数值孔径比较小，只有硅片上的数值孔径的1/4，因为成像倍率是4:1，数值孔径越小的话，镜头就越小，相对来说就好做。但对投影物镜来说，数值孔径最大的是1.35，镜头尺寸是非常大的，很难做，照明系统里的镜头相对来说是更容易一些。

（2）光源——衍射系统的衍射极限分辨率：光是有波动性的，即使是理想的镜头，光的衍射也会导致在没有任何像差的情况下，对一个理想的点的成像形成光斑，光斑的大小通过推导就可以得出来。两个点最近的时候。一个衍射系统的衍射极限的分辨率，就是可以分辨两个靠近的物点的能力。 ——数值孔径na：镜头收集光的能力，收集光的角度越大，na越高，分辨率就越好。所以波长是逐渐变小的。 （3）镜头——因为波长越小，数值孔径越大，分辨率越高。如果需要数值孔径收集光的范围更广，那镜头的尺寸需要更大。镜头的尺寸越来越大，需要镜片数目越来越多，这样消像差的能力就越好，这是趋势。只使用球面的话没办法再把像差做到很小，如果有像差的话，光刻机的镜头就没有办法成像到接近衍射极限的分辨率，理想的情况是完全没有像差，所以还可以采用非球面镜头。 ——镜头发展趋势：na逐渐增加，波长逐渐缩小，镜头从球面变成了非球面，镜头对称型的设计可以大大的减少各种像差，使得这个镜头的成像接近衍射极限的分辨率。193nm干法的na最大可以做到0.93，然后它的镜头是29片，都是透镜，有凸透镜，有凹透镜，凸透和凹透可以互相消像差，像场是26毫米*10.5毫米，29片镜片有12个非球面，非常考验镜头设计能力，最大的镜片的直径是380毫米，整个长度有1.4m以上。193nm水浸模式，na变成了1.35了。加了两片反射镜，可以大大减小像差，镜片的数目变成25片，但是有15个非球面，所以加工有难度的。 ——镜头难度：像差一定要做到某规格，成像才能满足光刻的要求。所以光刻机最大的难点就是镜头设计必须要保证大像场里面低像差。对20几片镜片来说需要控制一个镜头像差的规格，分到每一片上，规格控制的更要更少，否则累加的误差更大，所以对每一片镜头的加工非常有难度的。  其中投影物镜的镜片难度最大，因为像差要求只有几nm，所以每个镜片的精度都需要达到1nm以下。整个系统超过20多个镜片，除了每个镜片的精度要求外，系统安装起来也有难度。重要的参数包括像差控制水平、加工精度和镀膜技术。目前国内高端镜头做的比较好的就是长春光机所，基本上系统的镜片都是自研的。

（4）双工作台——发展历程：从机械导轨式到气悬再到磁悬浮工作台，它的发展是基于光刻工艺的需求，例如定位精度、效率、工作台运动速度的要求。悬浮肯定比机械导轨式的要快，机械导轨式有摩擦、产热等。气悬浮太重，速度慢，精度也达不到要求，最后变成磁悬浮。台的材料也在不断的变化，最后变成中空的，因为需要重量越来越轻，才可以运动的越来越快，速度要达到800毫米每秒，定位精度也越来越高，需要传感器、测控。 ——双工作台的优势：效率可以提高30%。曝光之前有一个对准的过程，硅片上本身已经有前边的一层了，后面的一层掩膜版上的记号和前边的这个硅片上的记号对准了之后再曝光，对准时不需要曝光镜头工作，因此曝光镜头空闲。双工作台有两个工位，一个是曝光工位，一个是测量工位，一边做对准，一边做曝光，相互不干扰且节约时间。 ——双工作台上有很多传感器：1）例如能量传感器，每次曝光前，都要确定能量是否达到要求，每个能量对应某一种线宽，如果能量变化很大会影响线宽。2）还有最重要的透射图像传感器，可以把掩膜版和硅片进行对准，对准原理是通过光栅两个记号，掩膜版上还有工作台上的光栅，都是X或Y方向的，如果对准了之后，相当于通过掩膜版的光栅的光完全可以通过工作台上的光栅，这时候在下面一个光强探测器上，它探测的光强是最强的，说明已经对准好了。从硅片进入光刻机之后，需要用各种传感器，探测器来保证这个硅片是否放平了，还要跟前层的硅片上的记号和现在掩膜版去做对准，对准之后才能曝光，光刻机里边其实只做对准和曝光。 双工件台这一块国内主要公司是华卓清科，传感器目前主要依赖于进口。

（5）测控方式工件台在移动的时候，要知道移动了多少范围，尤其是在交换的时候，需要不同的测控方式，以前用激光干涉仪，旁边是反射镜，通过多普勒效应，探测发生的位置变化，缺点是激光照射的这个工作台上的距离比较长，会有空气的扰动，干扰探测位置的精度。后来发展成平面光栅尺，每一个曝光工位上面有四片光栅尺（光栅尺都是进口，因为面积太大，很难做），根据多普勒效应，通过速度的积分，确定位置，优点是光栅尺离的很近，不存在空气扰动的问题。现在193nm光刻机里面全都是平面光栅尺。

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