半導體設備系列-光刻機
半導體設備系列——光刻機是半導體工業中的“皇冠”。
1、原理
光刻是指光刻膠在特殊波長光線或者電子束的作用下發生化學變化，通過後續曝光、顯影、刻蝕等工藝過程，將設計在掩膜版上的圖形轉移到襯底上的圖形精細加工技術。激光器作為光源發射光束，經過光路調整後，光束穿透掩膜版及鏡片，經物鏡補償光學誤差，將圖形曝光在帶有光刻膠的矽晶圓上，然後顯影在矽片上。
2、發展歷程
光刻機發展至今，已經歷了5代產品的叠代。在1985年之前，第壹代光刻機光源以436nm的g-line汞燈光源為主，只適用於5μm以上制程；之後出現了365nm的i-line汞燈光源的第二代光刻機，制程精度來到了350-500nm。第三代為掃描投影式光刻機，光源改進為248nm的KrF氟化氪準分子深紫外光源，實現了跨越式發展，將最小工藝推進至150—250nm。
第四代為步進式投影式光刻機，采用193nm波長的ArF氟化氬準分子激光光源，可實現制程推進到了65—130nm。第五代為EUV光刻機，選取了新的方案來進壹步提供更短波長的光源。
3、市場
目前全球光刻機市場被荷蘭的ASML，日本的Canon、Nikon所壟斷，因此統計三家數據便可代表整個行業狀況。當前，中國也有了自己制造的光刻機，但是和國外龍頭技術水平差距很大。上海微電子裝備股份有限公司（SMEE）通過積極研發已實現 90nm 節點光刻機的量產，使用ArF光源，可滿足90nm及以上制程。國產光刻機正向下壹個技術節點尋求突破。
4、產業鏈
光刻機產業鏈主要包括上遊核心組件及配套設備、中遊光刻機生產及下遊光刻機應用三大環節。光刻機技術極為復雜，在所有半導體制造設備中技術含量最高。
5、光刻機國產化
在華為被美國芯片限制之後，光刻機國產化為熱門話題。然而光刻機的國產化並不是壹朝壹夕就能完成的任務。光刻機是壹個非常復雜的系統，是多種精密技術的集合，幾乎每個細分領域，需要行業頂級供應商攜手合作來完成。光靠壹兩家公司閉門造車，不可能完成光刻機的研發。
國內在光刻機核心組件和配套設施也湧現出了壹批優秀企業，包括雙工作臺廠商華卓精科、光源系統廠商福晶科技、光刻膠廠商南大光電和容大感光等。雖然“道阻且長”，光刻機的諸多零部件、原材料被卡脖子；然而“行則將至”，通過不斷的培育人才、完善產業鏈，相信終有壹日可以實現突破！