集成电路的发展至今已有60余年，对更为强大性能芯片的追求使得芯片制造技术不断迭代升级。长期以来，基于紫外光源投影曝光光刻的芯片制造方法是大规模集成电路制造的唯一选择。然而，随着极紫外光刻机进入产线应用和不断性能优化，芯片制造已经进入了7 nm及以下节点。对于摩尔定律是否可以持续、极紫外光刻能否支撑未来芯片需求等问题，学术界和工业界均未形成一致的意见和具有共识的下一代光刻技术路线。相对基于极紫外投影曝光式的第五代光刻机，本文提出基于双光束超分辨技术的第六代光刻机概念，并从多个角度论述基于双光束超分辨的第六代光刻机技术的优势和潜力，同时也讨论了该技术存在的难点以及可能的解决方法。作为不同于紫外光刻技术路线的一种可替代技术路线，双光束超分辨光刻机技术将极有可能引领未来芯片制造。

多层压电驱动器具有体积小、响应快、刚度大、位移精度高、驱动力大等优点，在光刻机的开发中有广泛的应用。简要介绍了多层压电驱动器的基本结构与特征，列举了多层压电驱动器在光刻机投影物镜的高精度微调、掩模台的定位及光刻机的主动减振等方面的典型应用。最后，对多层压电驱动器的发展方向进行了展望。

光栅干涉仪凭借高精度和高鲁棒性，成为先进节点光刻机中的重要定位装置。针对14 nm及以下节点光刻机晶圆台的定位需求，综述了多自由度纳米/亚纳米测量精度的零差式和外差式光栅干涉仪的发展，并介绍了“四光栅-四读数头”的光刻机六自由度位移测量系统布局。为了获得更高的精度和可溯源性，综合分析了光栅干涉仪中的环境误差、安装误差和仪器内在误差，并提出了光栅干涉仪实现亚纳米测量精度的关键问题，期望为光栅干涉仪精度提升和系统搭建提供初步指导。

浸没式光刻是实现5 nm以上线宽高性能超大规模集成电路产品制造的关键技术。相比传统干式光刻，浸没式光刻需在末端物镜和硅片之间填充浸没液体。浸没液体的高折射率可以提高光刻机的数值孔径和曝光分辨率，但也对浸没式光刻的污染控制提出了挑战。为了减少曝光缺陷，提升曝光良率，需要对浸液系统中的各类污染物进行高精度检测与精准控制，以达到超洁净流控。从浸没式光刻技术的原理出发对比分析了干式光刻与浸没式光刻，概述了浸没式光刻机的发展历程，着重介绍了浸没式光刻浸液系统中几种污染物的产生机理、检测方法和控制手段，为进一步提高浸没式光刻芯片的曝光良品率提供了理论基础。

对于步进扫描投影光刻机，掩模台和工件台的同步伺服性能将直接影响整机技术指标。掩模台和工件台是典型的六自由度超精密运动台，在耦合动力学、复杂内外部干扰条件下兼顾高动态和超精密运动是其核心控制难题，研究和发展面向集成电路光刻的超精密运动台控制技术对于实现高端光刻机国产化具有重要意义。本文首先阐述高端光刻机对超精密运动台的伺服性能需求以及实现这些需求所面临的技术挑战，然后从解耦控制、反馈控制、前馈控制、协同控制和轨迹生成五个方面回顾光刻机超精密运动台控制相关研究成果与最新进展，并对其现存的问题和发展方向进行评述。

光刻技术是制造集成电路的核心技术，光刻机是制造集成电路的核心设备，照明系统是光刻机的核心部件之一。介绍了深紫外步进扫描投影光刻机照明系统的工作原理，重点分析了光瞳整形技术、光场匀化技术和偏振照明技术，归纳和概述了相关的技术原理和实现方法。

光刻技术是半导体集成电路技术发展的主要推动技术，其不断提高的分辨率与图形复制精度成功地将集成电路制造线宽从40多年前的2~3 μm缩小到先进的10~15 nm。在发展过程中，众多先进的技术不断涌现，如投影式光刻、相移掩模版、化学放大型光刻胶、光学邻近效应修正等，及时确保了摩尔法则按时向前推进。以投影光刻发展的历史为主线，从0.25 μm到当今的5 nm再到未来的先进技术节点，对每个关键的技术节点的工艺要求与工艺窗口进行分析，包括采用的新技术及其作用，以展示光刻工艺与相关技术的整体面貌，给读者专业技术的参考。

光刻机是支撑集成电路芯片制程不断减小的关键设备，而高性能的光刻机需要高加速度和高精度的运动台作为支撑。为了达到光刻机的各项工作指标，高性能的运动台控制方法必不可少。本文针对光刻机运动台的主流控制方法进行了梳理和介绍，首先介绍了运动台的工作原理及基本控制架构，然后从前馈控制、反馈控制、冗余驱动/冗余测量等方面对运动台控制方法进行具体介绍，旨在为光刻机运动台控制方法的进一步发展提供参考。