近日,，ASML新一代EUV（極紫外）光刻機(jī)TWINSCAN NXE:3600D的研發(fā)進(jìn)展曝光，正在美國康涅狄格州的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行最后部分的安裝,。相較于前一代產(chǎn)品,，該機(jī)型生產(chǎn)力將提高15%～20%，套刻精度提高30%,。光刻機(jī)是半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備,，大量工藝圍繞其展開，因此有關(guān)光刻機(jī)的消息,，特別是EUV光刻機(jī)的消息,，往往會引起人們的大量關(guān)注。然而,，7納米及以下先進(jìn)工藝只是半導(dǎo)體制造需求的一部分,，市場對成熟工藝的需求量更大。此外,，隨著先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展,，半導(dǎo)體后道工藝應(yīng)用到光刻的環(huán)節(jié)也在增加。應(yīng)用于這些領(lǐng)域的光刻機(jī)供應(yīng)商范圍更大,，不僅是荷蘭ASML,，日本佳能和尼康等都有相應(yīng)的產(chǎn)品線,。要想發(fā)展光刻產(chǎn)業(yè),，不應(yīng)僅僅盯著最先進(jìn)的一點(diǎn)，而是要先將整個(gè)產(chǎn)業(yè)做實(shí)做厚。

　　DUV才是當(dāng)前半導(dǎo)體制造的主力

　　在半導(dǎo)體制造過程中,，光刻工藝可以通過曝光的方法,，將掩膜版上的電路圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，然后再通過顯影,、刻蝕等工藝將電路圖形轉(zhuǎn)移到硅片上,。在這一工藝流程中，硅片的涂膠,、曝光,、清洗等重要步驟都與光刻密切相關(guān)。光刻機(jī)的分辨率,、精度也成為其性能的評價(jià)指數(shù),，直接影響到芯片的工藝水平以及性能水平。因此,，說光刻機(jī)是芯片制造過程中最重要的設(shè)備并不過分,。

　　正因如此，人們的關(guān)注重點(diǎn)往往聚焦于光刻機(jī),，特別是最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)上,。然而，在半導(dǎo)體產(chǎn)品實(shí)際制造過程當(dāng)中,，光刻工藝的應(yīng)用范圍很廣,，并不僅局限于芯片制造前道，后道封裝工藝,，甚至是半導(dǎo)體顯示,、LED等泛半導(dǎo)體制造都會用到光刻技術(shù)。根據(jù)半導(dǎo)體專家莫大康的介紹,，如果按照光源類型劃分,，不僅有極紫外光刻機(jī)，還有ArF浸沒式光刻機(jī),、ArF干式光刻機(jī),、KrF光刻機(jī)、i-line設(shè)備等,。其中,，ArF、ArF和KrF都屬于深紫外線光刻機(jī)（DUV）,，才是當(dāng)前半導(dǎo)體制造的主力,，無論是圖像傳感器、功率IC,、MEMS,、模擬IC,，還是邏輯IC，背后都有其身影,。

　　根據(jù)ASML發(fā)布的2021年第一季度的財(cái)報(bào),，整個(gè)DUV產(chǎn)品線（ArFi+ArF+KrF）的銷售額占比達(dá)到60%。ASML CEO Peter Wennink 在進(jìn)行業(yè)績說明時(shí)表示：“與上個(gè)季度相比,，我們對今年的展望有所增強(qiáng),，這主要是由于對DUV的需求所致。隨著對先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的需求不斷增加,，以及成熟工藝節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間越來越長,，外加產(chǎn)能爬坡，對浸入式和干式系統(tǒng)的需求比以往任何時(shí)候都強(qiáng),。我們已制定計(jì)劃來增加DUV生產(chǎn)能力,，以幫助滿足客戶不斷增長的需求?！?/p>

　　先進(jìn)封裝應(yīng)用到的光刻工藝也在增加,。佳能光學(xué)事業(yè)本部相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受記者采訪時(shí)指出，在先進(jìn)封裝中,，半導(dǎo)體器件的高處理能力是必需的,，因此即使在后段工序中也需要使用光刻機(jī)的精細(xì)重布線（保護(hù)精密的半導(dǎo)體芯片免受外部環(huán)境的影響，從而在安裝時(shí)實(shí)現(xiàn)與外部的電器連接）,。從這個(gè)角度來看,，對光刻機(jī)的要求是高解析度。

　　此外,，硅通孔是先進(jìn)封裝的關(guān)鍵工藝之一,，其要求實(shí)現(xiàn)較高的縱橫比 （孔深度對孔寬度的比率高） 。佳能指出,，孔的寬度越窄,，制造深孔的工藝就越困難，所以需要半導(dǎo)體光刻機(jī)在窄孔中也能夠?qū)崿F(xiàn)更深的孔深,。為了實(shí)現(xiàn)高解析度和高縱橫比的曝光,，則需要選擇適合各種半導(dǎo)體芯片重布線的NA （數(shù)值孔徑） ，因此也要求光刻機(jī)能夠?qū)?yīng)從高NA到低NA的各種選擇,，可以說光刻在先進(jìn)封裝中的作用越來越大,。

　　日前，市場分析機(jī)構(gòu)Yole發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),，2020年先進(jìn)封裝用光刻設(shè)備市場達(dá)到10億美元,，其中佳能公司成為這類設(shè)備的最大供應(yīng)商，市場份額為34%;其次是ASML,，市場份額21%,。Yole預(yù)測,，從2020年到2026年，封裝用光刻設(shè)備市場將以平均每年9%的速度增長至17億美元,。

　　光刻機(jī)配套材料與設(shè)備也很重要

　　發(fā)展光刻產(chǎn)業(yè)，除光刻機(jī)外,，相關(guān)的配套材料與設(shè)備也很重要,。根據(jù)莫大康的介紹，相關(guān)產(chǎn)業(yè)還包括配套材料如光刻膠,、光掩膜,，配套組件和配套設(shè)備如光源、雙工件臺等,。

　　光刻膠是最重要的配套材料之一,，受光刻產(chǎn)業(yè)高精密需要的影響，其對分辨率,、對比度,、敏感度，此外還有粘滯性黏度,、粘附性等要求極高,。目前全球光刻膠主要企業(yè)有日本合成橡膠（JSR）、東京應(yīng)化（TOK）,、住友化學(xué),、信越化學(xué)、美國羅門哈斯等,，市場集中度非常高,，前五大廠商所占市場份額超過85%。

　　光刻機(jī)的核心組件包括光源,、雙工件臺,、鏡頭等子系統(tǒng)。光源經(jīng)過了多輪變革,，光刻設(shè)備所用的光源,，從最初的g-line，i-line發(fā)展到了KrF,、ArF,，如今光源又在向EUV方向發(fā)展。中銀國際證券報(bào)告顯示,，Gigaphoton是在全球范圍少數(shù)能夠?yàn)楣饪虣C(jī)提供激光光源的廠商之一,。國內(nèi)企業(yè)也積極開發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品。

　　涂膠顯影機(jī)用于將特殊的化學(xué)液體涂在硅片上作為半導(dǎo)體材料進(jìn)行顯影,，是光刻環(huán)節(jié)中重要的配套設(shè)備,。作為光刻機(jī)的輸入（曝光前光刻膠涂覆）和輸出（曝光后圖形的顯影）,，涂膠/顯影機(jī)的性能直接影響到細(xì)微曝光圖案的形成，其顯影工藝的圖形質(zhì)量和缺陷控制對后續(xù)諸多工藝（諸如蝕刻,、離子注入等）圖形轉(zhuǎn)移結(jié)果也有著深刻的影響,。東京電子是該領(lǐng)域的主要供應(yīng)商。

　　生產(chǎn)光刻機(jī)要完善生態(tài)環(huán)境

　　近年來,，中國也在積極發(fā)展光刻產(chǎn)業(yè),。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路分會理事長葉甜春此前在接受記者采訪時(shí)指出，中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要將產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)做實(shí),，而不是一味追求最頂尖的那些,。

　　莫大康也指出，高性能光刻技術(shù)對中國企業(yè)來說成本高昂,，但是其戰(zhàn)略意義不容忽視,。中國要推進(jìn)完整的光刻工業(yè)體系的發(fā)展，只能采取從低到高的策略,。

　　從策略上看,，我國發(fā)展光刻產(chǎn)業(yè)首先應(yīng)著重完善相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)。中國電子科技集團(tuán)公司第四十五研究所集團(tuán)首席專家柳濱向記者表示,，我國光刻機(jī)技術(shù)落后于國際2~3代,。而造成這種情況的原因則與產(chǎn)業(yè)生態(tài)有很大的關(guān)系。生產(chǎn)光刻機(jī)除了要達(dá)到一定要求的工藝技術(shù)之外,，更重要的是需要完善的生態(tài)環(huán)境,。ASML的成功離不開臺積電、三星等下游廠商的調(diào)配數(shù)據(jù),，同樣,，我國光刻機(jī)的制造也需要下游廠商在修訂和調(diào)配上給予支持，但是,，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)環(huán)境尚未成熟,，這就為光刻機(jī)的制造增加了難度。

　　此外,，人才不足也是制約光刻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙之一,。上海微電子有限公司總經(jīng)理賀榮明曾經(jīng)指出，發(fā)展光刻機(jī)需要高素質(zhì)人才,，而培養(yǎng)人才將是制造光刻機(jī)中最重要的工作,。中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，需要有大批量的人才加入到該行業(yè)當(dāng)中,。