從2009年開始算起，中國研究團(tuán)隊(duì)一路攻堅(jiān)克難，國產(chǎn)首套90納米高端光刻機(jī)已于近期第一次成功曝光。2022年左右有望完成驗(yàn)收。這意味著，中國半導(dǎo)體材料和設(shè)備（工藝技術(shù)）產(chǎn)業(yè)又向前跨出了關(guān)鍵一大步。光刻機(jī)被全球業(yè)界人士們稱為“工業(yè)皇冠明珠”。而事實(shí)上，中國科研和工程人員們也都有志在未來，從“工業(yè)皇冠”上拿到這顆“明珠”。
中國光刻機(jī)發(fā)展史
按所用光源，光刻機(jī)經(jīng)歷了五代產(chǎn)品的發(fā)展
最初的兩代光刻機(jī)采用汞燈產(chǎn)生的 436nm g-line 和 365nm i-line 作為光刻光源，可以滿足0.8-0.35 微米制程芯片的生產(chǎn)。最早的光刻機(jī)采用接觸式光刻，即掩模貼在硅片上進(jìn)行光刻，容易產(chǎn)生污染，且掩模壽命較短。此后的接近式光刻機(jī)對(duì)接觸式光刻機(jī)進(jìn)行了改良， 通過氣墊在掩模和硅片間產(chǎn)生細(xì)小空隙，掩模與硅片不再直接接觸，但受氣墊影響，成像的精度不高。
第三代光刻機(jī)采用 248nm 的 KrF（氟化氪）準(zhǔn)分子激光作為光源，將最小工藝節(jié)點(diǎn)提升至350-180nm 水平，在光刻工藝上也采用了掃描投影式光刻，即現(xiàn)在光刻機(jī)通用的，光源通過掩模， 經(jīng)光學(xué)鏡頭調(diào)整和補(bǔ)償后， 以掃描的方式在硅片上實(shí)現(xiàn)曝光。
第四代 ArF 光刻機(jī)：最具代表性的光刻機(jī)產(chǎn)品。第四代光刻機(jī)的光源采用了 193nm 的 ArF（氟化氬）準(zhǔn)分子激光，將最小制程一舉提升至 65nm 的水平。第四代光刻機(jī)是目前使用最廣的光刻機(jī)，也是最具有代表性的一代光刻機(jī)。由于能夠取代 ArF 實(shí)現(xiàn)更低制程的光刻機(jī)遲遲無法研發(fā)成功，光刻機(jī)生產(chǎn)商在 ArF 光刻機(jī)上進(jìn)行了大量的工藝創(chuàng)新，來滿足更小制程和更高效率的生產(chǎn)需要。
第五代 EUV 光刻機(jī)，千呼萬喚始出來。 1-4 代光刻機(jī)使用的光源都屬于深紫外光， 第五代 EUV光刻機(jī)使用的則是波長 13.5nm 的極紫外光。
早在上世紀(jì)九十年代，極紫外光刻機(jī)的概念就已經(jīng)被提出， ASML 也從 1999 年開始 EUV 光刻機(jī)的研發(fā)工作，原計(jì)劃在 2004 年推出產(chǎn)品。但直到 2010 年 ASML 才研發(fā)出第一臺(tái) EUV 原型機(jī)， 2016 年才實(shí)現(xiàn)下游客戶的供貨，比預(yù)計(jì)時(shí)間晚了十幾年。三星、臺(tái)積電、英特爾共同入股 ASML 推動(dòng) EUV 光刻機(jī)研發(fā)。
EUV 光刻機(jī)面市時(shí)間表的不斷延后主要有兩大方面的原因，一是所需的光源功率遲遲無法達(dá)到 250 瓦的工作功率需求，二是光學(xué)透鏡、反射鏡系統(tǒng)對(duì)于光學(xué)精度的要求極高，生產(chǎn)難度極大。這兩大原因使得 ASML及其合作伙伴難以支撐龐大的研發(fā)費(fèi)用。 2012 年 ASML 黨的三大客戶三星、臺(tái)積電、英特爾共同向 ASML 投資 52.59 億歐元，用于支持 EUV 光刻機(jī)的研發(fā)。此后 ASML 收購了全球領(lǐng)先的準(zhǔn)分子激光器供應(yīng)商 Cymer，并以 10 億歐元現(xiàn)金入股光學(xué)系統(tǒng)供應(yīng)商卡爾蔡司，加速EUV 光源和光學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)程，這兩次并購也是 EUV 光刻機(jī)能研發(fā)成功的重要原因。
