光刻机工作原理、分辨率、市场现状及国内进展如何?

光刻机工作原理、分辨率、市场现状及国内进展如何?

最佳答案 匿名用户编辑于2024/07/30 10:26

通过光源将光掩膜上图形投射于硅片。

光刻机:类似纳米级打印机,通过光源将光掩膜上图形母版投射在硅片上。 工作原理:利用光刻机发出的光通过具有图形的光置对涂有光刻胶的硅片曝光,光刻胶见光后会发生性质变化,从而使光置上得图形复印到硅片上,从而使硅片具有电子线路图的作用。这就是光刻的作用,类似照相机照相。照相机拍摄的照片是印在底片上,而光刻机刻的不是照片,是电路图和其他电子元件。

分辨率:指光刻机能够将掩膜版电路图形在衬底面光刻胶上转印的最小极限特征尺寸。通常,分辨率用该极限电路图形半节距表示。 瑞利准则:理想的成像系统,一个点所成像是一个完美点,但实际光学系统中透镜具有一定的孔径大小,由此导致所成像不是一个点,而为一个艾里斑(中心是一块明亮区域,周围是一系列亮度不断降低的同心圆环)。对于两个距离较近的点,所成光斑距离同样较近。能够区分两个光斑的最小距离,即分辨率。当一个艾里斑中心与另一个艾里斑第一极小值重合时,达到极限点,该极限被称为瑞利准则。

孔径角与透镜有效直径成正比,与焦距成反比。孔径角又称“镜口角” ,是透镜光轴上的物体点与物镜前透镜有效直径所形成角度。孔径角越大,进入透镜光通量就越大,它与透镜有效直径成正比,与焦点距离成反比。增大数值孔径、缩短波长、减小光刻工艺因子可提高分辨率。根据瑞利准则光刻机分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定。因此可以从以下三方面提高分辨率:1)增大投影光刻物镜的数值孔径;2)缩短曝光波长;3)减小光刻工艺因子。

MCU是8英寸晶圆上价格最高的芯片,CPU/GPU在12寸晶圆最赚钱。当MCU需求激增时,8英寸晶圆往往会生产更多的MCU,而不是价格较低的MOSFET。(每次缺货都从毛利较低的器件品类开始)。另一方面,PMIC和DDIC的需求稳定,因此晶圆代工厂商总是为PMIC和DDIC分配一定的产能。在12英寸晶圆厂,CPU和GPU是最赚钱产品,在22nm及以下的先进制程,晶圆代工厂商关心的是其12英寸晶圆厂的盈利,而不是保持100%的产能利用率。

EUV光刻机销量逐步增长,KrF与l-line仍为主要需求类型。根据各公司官网数据,2023年,全球前三大光刻机厂商销售共计681台,同比增长21.82%;从光刻机类别分析,KrF与l-line仍为市场主流类别,EUV、ArFi、ArF、KrF、l-line出货量分别为53、134、42、242、210台,占比分别为7.78%、19.68%、6.17%、35.54%、30.84%,全球前三大光刻机厂商销售量创历史新高,合计681台。2024Q1全球前三大厂商共计销售光刻机139台,其中EUV光刻机11台,占比约为7.91%。

2023年ASML光刻机销量一骑绝尘,且为EUV光刻机独家供应商。根据各公司官网数据,2023年ASML、Canon、Nikon光刻机销量分别为449、187、45台,ASML光刻机销量远超其余两家之和,为Canon、 Nikon合计销量1.94倍。从提供光刻机类别层面分析,ASML为EUV光刻机唯一供应商,ASML与Nikon皆能提供ArFi、ArF光刻机,Canon仅能提供KrF、i-line光刻机。

各细分领域技术均有储备,静待28nm光刻机王者归来。 从光刻机核心技术领域分析,针对准激光光源,科益虹 源主要研发248nm准分子激光器、干式193nm准分子激光 器等;福晶科技研发KBBF晶体;中科院研发40瓦干式准 激光光源;针对光学镜头,国望光学研发90nm节点ArF 光刻机曝光光学系统、110nm节点KrF光刻机曝光光学系 器统,中科科仪研发直线式劳埃透镜镀膜装置、纳米聚 焦镜镀膜装置等。 

在部分光刻机核心系统方面,国内以国科精密、华卓精 科为代表的新锐力量也完成部分项目论证。国科精密作 为国家科技重大专项02专项支持的唯一高端光学技术研 发单位,正在承担NA0.82、NA1.35等多种类型高端IC制 造投影光刻机曝光光学系统的技术研发及产业化推进工 作;华卓精科是上海微电子唯一的光刻机工件台供应商, 作为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司,华卓 精科成功推出第一台满足65nm光刻机需求的双工件台样 机,打破ASML公司在工件台上技术垄断。

参考报告REPORT

光刻机产业链深度报告:国产路漫其修远,中国芯上下求索.pdf

光刻机产业链深度报告:国产路漫其修远,中国芯上下求索。光源、数值孔径、工艺系数、机台四轮驱动,共促光刻产业升级。分辨率由光源波长、数值孔径、光刻工艺因子决定.(1)光源波长(λ)——光源:其他条件不变下,光源波长越短,光刻机分辨率越高。在EUV光源方面:LLP光源较为稳定,且碎屑量较低,适用于大规模量产。高功率、转换效率为EUV光刻必要条件。液滴Sn靶易于操控,转换效率较高。加入预脉冲可以极大提高CE,双脉冲成为主流。Cymer与Gigphoton几乎垄断全球激光光刻机光源产业,科益虹源弥补技术空白。稳态微聚束(SSMB)为极紫外光的产生提供新方法,有望实...

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