我的一九八五 第九三九章 光刻機的現狀

八五年，機電部（如今的工y部）45所研製成功分步光刻機樣機，中k院滬海光學精密機械研究所研製的“掃描式投影光刻機“通過鑒定，采用的都是436奈米g線光源，製程工藝達到1.5um，認為均達到gca生產的4800dsw水平，為國內大規模整合電路專用設備填補了一項空白，這是國內第一台分步投影式光刻機，在這個時期，在分步光刻機上與國外的差距不超過七年。

八十年代，國內開始大規模引進外資，用市場換技術，用空間換時間，貿工技的路線擠壓了自主技術成長的空間，許多g企紛紛轉型，技術下馬、項目停滯、“造不如買，買不如租”的思想占據主流，其中也包括光刻機項目。

國內不少打著高科技旗號的公司沉迷在“貿易”和“加工”帶來的“快錢”裡不可自拔。

雖然整合電路的研發和生產是重點扶持的科研項目，但g企和合資晶圓公司紛紛進口3英寸、4英寸晶圓及3μm、2μm製程工藝的半導體生產線，國產光刻機缺乏市場競爭的優勢，幾家半導體設備廠全部處於虧損狀態，冇有研發資金的持續投入，光刻機的研發和生產停滯不前。

光刻機經曆三十多年的快速發展，根據光刻機光源劃分，從六十年代的第一代g-line（436nm）光源、第二代i-line(365nm)光源的接觸式光刻機、接近式光刻機，到七十年代的第三代krf（248nm）光源的步進式投影式光刻機，到八十年代的第四代arf(193nm)光源的步進式掃描光刻機，設備效能不斷提高，推動整合電路按照摩爾定律快速發展。

bsec中三家研究所的光刻機光源還是krf（248nm），與尼康、gca、佳能等主流光刻機生產公司采用的arf（193nm），差了整整一大代……

這些年，通過曙光投資公司、香江曙光投資公司、美國曙光投資公司、滬海曙光東芝晶圓公司、蔡司曙光光學儀器公司、滬海國智半導體研究院和滬海曙光通訊技術研究院，早有謀劃的重生者收集和閱讀了國內外大批有關光刻機等半導體技術的書籍和資訊，還閱讀了七十年代國內出版的《光刻掩膜板的製造》和《光致抗蝕劑的製造》等專業書籍，寫下二本讀書筆記和感悟，加上前世的知識積累，專業術語脫口而出，成了光刻機市場方麵的“專家”。

中k院微電子研究中心副所長鄧國輝因九一年主持研發成功國內第一台krf準分子鐳射器，被遴選為學部委員，因各方麵的原因，arf準分子鐳射器的研發到如今還冇有立項。

中k院滬海光學精密機械研究所、工y部45所和滬海光學精密機械廠共同研發的國內最先進的248nm掃描投影式光刻機，製程工藝隻有1.5μm。

nikon半導體設備公司如今批量生產8英寸晶圓和500nm製程工藝的光刻機，正在研製8英寸晶圓和350nm製程工藝的光刻機；其他國外主流光刻機公司批量生產6英寸晶圓和800nm製程工藝的光刻機，正在研製8英寸晶圓和500nm製程工藝的光刻機。

bsec從4英寸晶圓到8英寸晶圓，還需要攻克5英寸、6英寸和8英寸晶圓三道技術關口，製程工藝從1.5μm到500nm，中間還有1μm、800nm和500nm三道關卡，趕上世界先進水平，任重道遠！

晶片製程工藝一般以0.7倍的速度減小，在單位麵積晶片上晶體管數量以2倍的速度增加。

前世千禧年後，光刻機就被列入863重大科技攻關計劃，將工y部原45所從事分步投影光刻機的研發團隊整體遷至滬海，與中k院滬海光學精密研究所和滬海光學精密機械廠合併，組建了滬海微電子裝配公司，承擔國產光刻機“十五”攻關項目。

光刻機的原理其實就像幻燈機一樣簡單，就是把光通過帶電路圖的掩膜投影到塗有光刻膠的晶圓上。

光刻機包括曝光係統（照明係統和投影物鏡係統）、工作台掩膜版係統、自動對準係統和整機軟件係統等。

主要部件包括光源、光學係統（鏡頭）和工作台（托盤和底座）。

光源是基本配置，需要提供某個波段光的能量，而且還要極端穩定。

通過各種鏡頭把光控製在幾平方厘米的一個長方形內，叫field。

鏡頭是光刻機的核心部件，主要就是玻璃和鋼，一個1x的鏡頭後麵直徑有一米左右，重有一、二噸，4x的要大很多和重很多，這種大型的鏡頭光學係統如今隻有尼康、蔡司公司和佳能公司能生產。

日本和德國公司在光刻機光學係統、光刻膠和掩膜版技術上領先世界。

gca的最大缺點就是因為蔡司公司提供的光學係統跟不上光刻機行業的飛速發展，導致gca每次光學係統更新都比尼康公司慢半拍，製程工藝比尼康慢一代，在高階光刻機市場上被步步領先的尼康公司打敗。

工作台就是一個大托盤，下麵是線性馬達來控製平台移動。

正常途徑就是光源通過反光鏡鏡頭組，集光再反投到掩膜板上。

掩膜板就是電路圖反刻，從實驗室裡刻出來的，光透過掩膜板透明的部分投放到矽片上，曝光幾十毫秒後，通過化學反應弄出矽片上的電路圖。

掩膜板主要是玻璃片，上麵刻有預想的電路，然後放在機器上曝光，刻到矽片上看效果。

光刻機光源從六十年代初到八十年代中期，汞燈已用於光刻，其波長分彆為436nm（g線）、405nm（h線）和365nm（i線）。

隨著半導體行業對更高解析度（整合度更高和速度更快的晶片）和更高產量（更低成本）的需求，基於汞燈光源的光刻工具已不再能夠滿足半導體業界的高階要求，krf（248nm）和arf（193nm）準分子鐳射器應運而生，對鏡頭、掩膜版和光刻膠的要求更高。

隨著晶片製程工藝的提升，光刻機成為半導體行業發展的關鍵設備。

雖然受到《日美半導體協議》的影響，日本半導體如今失去了美國市場，但代表世界光刻機最高水平的尼康光刻機還在不斷進步，ii、amd和hp等半導體設備公司派業務代表，長期住在尼康半導體設備公司，翹首以盼最先進的光刻機出廠。

如今，尼康光刻機占據光刻機市場的40%，壟斷了高階光刻機市場，佳能光刻機占20%，svg、gca和ultratal、p＆e、eaton和日立等光刻機公司，每家占據的市場份額都不到5%。

日本光刻機設備公司在光刻機市場獨占鼇頭！

美國光刻機公司每況愈下。

重生者知道，前世光刻機高階市場被後起之秀asml壟斷！

贏者通吃！

由於asml效益不佳，年年虧損，去年九月，飛利浦半導體公司將其持有的30%asml股份，以2000萬美元的價格轉讓給曙光投資公司，讓曙光投資公司控股。