光刻机光学行业报告：DUV投影物镜、EUV反射系统（20页）

行业报告下载 2023年04月24日 16:08 管理员

2022 年全球前三大光刻机厂商 ASML、Nikon、Canon 出货量达到 551 台，同增 15%。2022 年全球光刻机市场规模达 196 亿美元，同增 26%，约占全球半导体销售额（1076 亿美元）的 18%。在 2020 年“宅经济”刺激的半导体强需求下，2021-2022 年半导体需求旺盛，但受美联储加息、经济增速下行的影响下，全球半导体销售额自 2022 年 8 月起持续下行，但是 2022 年光刻机出货量逐季创新高。尽管目前已有多家晶圆厂下调 2023 年资本开支，但考虑光刻机交期长（2022 年末 ASML 在手订单高达 404 亿欧元，订单营收比达 1.9 倍）、战略意义高，预计 2023 年光刻机市场需求维持高增。据 MarketIntelligence，预计 2028 年全球光刻机市场规模将达到 277 亿美元，2022-2028 年 CAGR 达 6%。光刻机是生产芯片的核心装备，被誉为半导体工业皇冠上的明珠。其原理为光复印工艺，经曝光系统用投影方法将掩模上的大规模集成电路器件的结构图形画在涂有光刻胶的硅片上，经物镜补偿等光学误差，通过光的照射映射到晶圆上，生成电路图。按照光源划分，市面上主流的光刻机可分为 g-line、i-line、KrF、ArF、EUV 五种，其中 g-line 逐渐走向边缘。每次光源的改进都显著提升了了光刻机的工艺水平、生产效率、良率。五代光刻机的主要差异是光刻机的工艺节点，即限制成品所能获得的最小尺寸，目前第五代 EUV 光刻机的最小工艺节点达到了最优。一般而言，光刻系统能获得的分辨率越高，则成品所能获得的最小尺寸越小，这需要减小照射光源的波长。

在光刻机的更新迭代中，对光源、光学透镜、反射镜系统提出了越来越高的要求。 i-line 光刻机：光源方面，i-line 光刻机使用波长为 365nm 的紫外光作为光源，通常采用汞灯或氙灯。曝光方面，i-line 光刻机往往采用接触式曝光，将掩模与光刻胶直接接触，可能导致掩模和光刻胶之间的污染和损伤，降低掩模的使用寿命。KrF 光刻机：KrF 光刻技术全称为 KryptonFluorideExcimerLaserLithography。光源方面， KrF 光刻机采用波长为 248nm 的深紫外线光源，即使用氪氟准分子激光，比 i-line 光刻机具有更高的分辨率和更小的制程。曝光方面， KrF 光刻机采用扫描投影式（ScanningProjectionExposure）曝光方式，光源通过一个镜头和掩模进行投影，将电路图案投影到电路板上，通过将掩模和光刻胶之间的距离控制在纳米级别来进行曝光，避免了接触式曝光中可能导致的污染和损伤。应用方面，KrF 光刻机在制造高密度 DRAM、SRAM、闪存等存储器件时表现出色。 ArF 光刻机：ArF 光刻技术全称为 ArgonFluorideExcimerLaserLithography。光源方面， ArF 光刻机采用波长更短的 193nm 的深紫外线光源，即氩氟准分子激光，比 KrF 光刻机更加先进。ArF 光刻机有两种类型，分别是 ArFimmersio（浸没式 DUV）和 ArFdry（干式 DUV）。 ArFimmersio 采用液体浸没技术，在曝光过程中，将掩模和硅片之间涂上一层液体介质，可以提高曝光分辨率和制程能力。ArFdry 相对于液浸技术更加简单和稳定。在曝光过程中，不需要使用液体介质，可以直接进行曝光，但制程能力相对于 ArFimmersio 稍差。KrF 光刻机主要集中在高端芯片市场，例如制造高性能计算机、云计算、人工智能等领域所需的芯片。