世界上最先进的EUV光刻机，为什么只有荷兰阿斯麦公司做出来了？
2020-07-21 03:53:01   来源：东方头条   

在制造芯片的过程中，光刻工艺无疑最关键、最复杂和占用时间比最大的步骤。光刻定义了晶体管的尺寸，是芯片生产中最核心的工艺，占晶圆制造耗时的40％到50％。光刻机在晶圆制造设备投资额中约占23％，再考虑到光刻工艺步骤中的光刻胶、光刻气体、光罩（光掩膜板）、涂胶显影设备等诸多配套设施和材料投资，实则整个光刻工艺占到了芯片成本的三分之一左右。

简单来说，光刻的原理是，在硅片上覆盖一层具有高度光敏感性的光刻胶，再用紫外光透过掩模照射在硅片上，被光线照射到的光刻胶会发生化学反应。此后用特定显影液洗去被照射/未被照射的光刻胶，就完成了把电路图从掩模转移到硅片上。一般的光刻工艺，要经过气相成底膜、旋转涂胶、软烘、对准与曝光、曝光后烘培、显影、坚膜烘培、显影检查等工序。

研发和制造光刻机，并非某个企业就能够单独完成。光刻作为晶圆制造过程中最复杂、最重要的步骤，主要体现在光刻产业链高度复杂，需要很多顶尖企业相互配合才可以完成。一是作为光刻核心设备的光刻机组件复杂，包括光源、镜头、激光器、工作台等组件技术往往只被全球少数几家公司掌握；二是作为与光刻机配套的光刻胶、光刻气体、光罩等半导体材料和涂胶显影设备等，同样拥有不低的技术含量。

上个世纪50年代末，仙童半导体发明了掩膜版曝光刻蚀技米，由此拉开了现代光刻机发展的序幕。在阿斯麦（ASML）成立以前，用于光刻机的光源还是以高压汞灯为主，ArF、KrF等准分子激光光源概念刚刚被人提出，光刻机工艺技术从接触式，接近式发展到步进投影式。而于1984年成立的阿斯麦公司，目前已是全球光刻机市场的霸主。在浸没式DUV深紫外光刻机市场的占有率达97％，在EUV极紫外光刻机市场的占有率更是达到100％。根据阿斯麦的营收规模，现在也已跻身全球前三大半导体设备厂商之一。

回顾阿斯麦在过去36年的发展历程，面对美国、日本等商业竞争对手，阿斯麦主要通过两个关键节点逐步登上全球光刻机霸主的宝座，分别是浸没式系统的应用和EUV产业链的构建。按这两个节点，阿斯麦的发展历程大致分三个阶段：从1984年到20世纪末，阿斯麦凭借PAS5500系列在光刻领域占得一席之地；从2000年到2010年。阿斯麦凭借浸没式光刻技术实现弯道超车，而且一举击溃尼康，自此成为全球头号光刻机设备厂商；2010年以后，阿斯麦全力打通EUV光刻机产业鏈，且成功推出EUV光刻机，在高端光刻市场占据绝对垄断的地位。也可以说，全球有且只有阿斯麦一家厂商，能够向台积电、三星电子和英特尔等下游客户出货EUV光刻机。

阿斯麦长期致力于打通全球光刻产业链。是逐渐垄断整个光刻市场的关键所在。由于阿斯麦在全球高端光刻市场居于统治地位，众多配套材料和设备厂商纷纷追随阿斯麦产品的技术工艺。配套光刻气体方面，美国空气化工产品、英国林德集团均有相应布局，日本合成橡胶、东京应化、信越化学和富士胶片等日本企业，则统治了光刻胶市场，仅有美国杜邦公司有一定竞争力。配套设备方面，光刻工序中的涂胶显影设备主要被日本东京电子、DNS、德国苏斯微，以及中国台湾亿力鑫占据。阿斯麦已经为自己构建了世界上最全面且最强大的光刻机供应链体系。