1. ASML1.1. 1972年勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的客座研究員即來自IBM的Eberhard Spiller發(fā)現(xiàn)多層膜結(jié)構(gòu)可以獲得對軟X射線的高反射率這一發(fā)現(xiàn)使得軟X射線望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)成為可能1.2. 1976年科學(xué)家制作出“近正入射”的多層膜反射鏡1.3. 20世紀(jì)80年代IBM的林本堅率先提出了浸沒式光刻的概念1.4. 1984年荷蘭的飛利浦與ASMI(Advanced Semiconductor Materials International)聯(lián)合成立了一家專門制作光刻機(jī)的合資公司ASML1.5. 公司成立初期美國的GCA公司占據(jù)光刻機(jī)市場的最大份額日本的尼康尾隨其后ASML在光刻機(jī)市場的份額是毫無懸念的零1.6. 1986年ASML在飛利浦SIRE Ⅲ光刻機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)布了一臺勉強(qiáng)能用的但是屬于自己的光刻機(jī)PAS2500/101.6.1. 這臺光刻機(jī)是ASML成立以來的重大里程碑當(dāng)然這也因為這個公司沒有其他產(chǎn)品值得夸耀1.7. 1988年起作為發(fā)起股東的ASMI沒再繼續(xù)給ASML注資1.8. 1988年利弗莫爾國家實驗室的Hawryluk對多層膜反射鏡的制作方法進(jìn)行了一些有效改進(jìn)并使用激光誘導(dǎo)等離子(Laser Produced PlasmaLPP)方法產(chǎn)生大功率軟X射線1.9. 1989年P(guān)erkin-Elmer推出Micrascan光刻機(jī)這種光刻機(jī)在步進(jìn)特性的基礎(chǔ)上添加了掃描功能被稱為步進(jìn)掃描光刻機(jī)(Step-and-Scan)簡稱為Scanner1.9.1. Scanner的另一個優(yōu)點是吞吐率超過Stepper1.9.2. SVG非但沒有維護(hù)好Perkin-Elmer的資產(chǎn)很快連自身都難保1.10. 1990年自身難保的ASMI決定徹底拋棄ASML飛利浦被迫持有ASML約60%的股份其余40%的股份轉(zhuǎn)讓給了荷蘭的兩家銀行1.11. 1991年ASML發(fā)布了第一臺基于KrF激光的Stepper PAS5000/701.12. 1992年ASML繼續(xù)虧損飛利浦無奈中繼續(xù)輸血維持著這個公司的生存1.12.1. 這也是飛利浦對ASML最后的一次輸血1.13. 1995年ASML上市后飛利浦果斷拋售了所持有的股份至此ASML成為一家公眾公司1.14. PAS5000系列光刻機(jī)突出重圍ASML獲得了獨立發(fā)展的基石并在高端光刻領(lǐng)域逐步擊敗了Canon與Nikon將半導(dǎo)體光刻技術(shù)推向了極致1.14.1. ASML的成功最終源于自身的努力1.14.2. 長期以來缺錢、虧損與被拋棄是ASML需要面對的主旋律1.15. 1997年ASML在上市后的第三年推出了這個公司的第一臺基于“掃描”技術(shù)的光刻機(jī)PAS5500/500與競爭對手的同類產(chǎn)品相比這臺光刻機(jī)的最大優(yōu)點是吞吐率1.15.1. 吞吐率卻是一個可辨析度極高的指標(biāo)以每小時加工晶圓的片數(shù)衡量1.16. 分辨率的上限主要由光刻使用的光源與光學(xué)系統(tǒng)決定1.16.1. 對于光源基本靠買光學(xué)系統(tǒng)完全依賴卡爾蔡司的ASML而言提升分辨率的空間并不大1.16.2. 套刻精度的提高更加復(fù)雜涉及從光罩到半導(dǎo)體制作的許多細(xì)節(jié)并非單一指標(biāo)決定僅憑光刻機(jī)很難實現(xiàn)讓套刻更加精確1.17. 2000年SVG決定將自己連同收購的資產(chǎn)一道打包出售ASML把握住了這次機(jī)會1.18. 2000年林本堅加入臺積電并在2004年幫助臺積電將浸沒式技術(shù)應(yīng)用于大規(guī)模生產(chǎn)1.19. 2000年ASML發(fā)布了世界上第一臺Twin-Scan光刻機(jī)即雙工件臺光刻機(jī)1.19.1. 雙工件臺具有兩個獨立運(yùn)行的工件臺一個工件臺進(jìn)行曝光操作時另一個工件臺進(jìn)行光罩對準(zhǔn)等其他操作1.20. 2001年美國政府同意了這次收購1.20.1. ASML收購SVG的目的與尼康之于Perkin-Elmer并無區(qū)別依然是為了獲得這個公司手中的客戶特別是Intel1.21. ASML成為歐美世界在光刻機(jī)領(lǐng)域的獨苗歐美世界之外僅剩尼康與佳能具有制作高端光刻機(jī)的能力1.21.1. 這才是ASML最大的收獲1.21.2. 從這時起沒有任何光刻廠商能夠阻擋ASML的王者之路1.22. 2003年ASML在發(fā)明Twin-Scan光刻機(jī)之后制作出第一臺浸沒式光刻機(jī)1.23. 氟化鈣只有晶體一種形態(tài)具有晶體所固有的雙折射問題雖然這個問題可以通過光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)侵谱鞔蟪叽绲姆}單晶依然較為困難而且價格昂貴1.24. 2003年Intel在綜合各類樂觀消息之后判斷兩年之內(nèi)EUV光刻便可用于45nm工藝節(jié)點宣布放棄157nm光源直接使用EUV光刻1.24.1. EUV光刻的雛形出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代中期略晚于DUV1.24.2. 在DUV尚未成熟時學(xué)術(shù)界便未雨綢繆思考著下一代光刻技術(shù)當(dāng)時有三種選擇分別為電子束、離子束與X射線光刻1.24.3. 這三種射線的波長遠(yuǎn)小于DUV能夠獲得更小的關(guān)鍵尺寸1.25. 基于軟X射線的接觸式光刻機(jī)(Soft X-ray Proximity LithographySXPL)1.25.1. 這種光刻機(jī)有一個顯而易見的問題就是光罩與晶圓存在的緊耦合關(guān)系不僅容易損壞光罩污染光刻膠不利于大尺寸晶圓的制作而且制作效率遠(yuǎn)不能與當(dāng)時基于紫外線的光刻機(jī)相比1.26. 人類不再安于僅觀測宇宙中的可見光而將視野投向高能射線包括X射線與γ射線1.26.1. 制作這種高能射線望遠(yuǎn)鏡有一系列難點首先是這些高能射線無法穿越大氣層因此需要工作在太空1.26.2. 另外一個是需要研制能夠接受這些射線的光學(xué)系統(tǒng)1.26.3. 勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室、洛克希德Palo Alto實驗室1.27. 軟X射線光刻與軟X射線望遠(yuǎn)鏡所面臨的問題相同均為軟X射線的波長較短無法通過任何透鏡必須使用全反射光學(xué)系統(tǒng)1.28. 布拉格反射鏡1.29. 使用放電等離子(Discharged Produced PlasmaDPP)、激光誘導(dǎo)等離子LPP與激光輔助放電等離子(Laser-assisted Discharge PlasmaLDP)等方法可以使錫和氙進(jìn)入等離子態(tài)之后進(jìn)行能級躍遷后可以分別在13.5nm和11.2nm處出現(xiàn)輻射峰值1.30. EUV從光源出發(fā)經(jīng)采集后通過中心焦點抵達(dá)照明系統(tǒng)1.31. 2017年Cymer終于將EUV光源功率提高到250W1.31.1. 這是EUV光刻的重大里程碑事件1.32. 2017年ASML推出第一個可大規(guī)模量產(chǎn)的光刻機(jī)NXE:3400B1.33. 2019年ASML推出NXE:3400C這臺光刻機(jī)每小時可以加工170片硅晶圓大大超過NXE:3400B的125片1.34. 這兩種EUV光刻機(jī)是近30年以來半導(dǎo)體制作設(shè)備最大的一次革新1.35. LPP方式是一種使用高能脈沖激光照射高密度錫靶材以產(chǎn)生高溫稠密的等離子體并對外輻射EUV的方法1.36. 在EUV光刻機(jī)的研制過程中光源系統(tǒng)搶走了大部分風(fēng)頭工件掩模系統(tǒng)沒有成為瓶頸受到的關(guān)注較少1.37. 在光刻機(jī)的幾大組成部分中光源、照明與光學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)難點是將單點技術(shù)推向極致而工件掩模系統(tǒng)的設(shè)計與制作需要將多個學(xué)科交織在一起是物理、材料與精密制造的極限是經(jīng)典物理、電磁學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計、量子力學(xué)的精尖之作1.38. EUV光刻機(jī)取得的這一成就建立在一些核心技術(shù)突破的基礎(chǔ)上包括激光、等離子體以及至關(guān)重要的多層膜反射鏡1.38.1. 這個成功源于國與國之間不計成本的競爭所碰撞而出的創(chuàng)新中更是有賴于一群為了理想而奮不顧身的人2. 中國之路2.1. 在英國時黃昆發(fā)現(xiàn)晶體因為點缺陷引起的X射線漫散射這個現(xiàn)象后來被稱為“黃昆散射”?2.2. 1951年處于科研事業(yè)上升期的黃昆選擇回到一貧如洗的祖國2.2.1. 第二年里斯小姐遠(yuǎn)涉重洋來到中國并有了一個中國名字李愛扶2.3. 20世紀(jì)60年代是世界半導(dǎo)體制造從實驗室走向工業(yè)化的十年中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)距離世界的差距并不算大2.4. 早在1959年林蘭英拉出了中國的第一個單晶硅比美國落后一年2.5. 1964年和1965年中國先后研發(fā)出硅平面晶體管和硅集成電路勢頭不亞于同處于半導(dǎo)體發(fā)展初期的美國2.6. 中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)興始于改革開放2.6.1. 每一代半導(dǎo)體人都做到了“雖然落后而仍非跑至終點不止”?2.7. 從歷史的視角看?“909”工程整體是成功的為21世紀(jì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了基石2.7.1. 909工程之后中芯國際、宏力半導(dǎo)體陸續(xù)在上海注冊成立采用了更加靈活的運(yùn)作機(jī)制吸引了更多的海外人才為中國建立了一支完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)隊伍留下了在今日可以燎原的星星之火2.8. 中國自新民主主義革命至朝鮮戰(zhàn)爭時期的軍事戰(zhàn)場或是在兩彈一星的科技戰(zhàn)場中都是在被對手視做“不堪一擊”的艱難時局中一步步走了出來2.9. 在綜合國力日漸強(qiáng)大的今天中國應(yīng)對各類危機(jī)時有多種化解的選擇2.10. 中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)或許可以采用跟隨策略完全復(fù)制西方世界已經(jīng)走通之路2.11. 半導(dǎo)體制造業(yè)是一個重資產(chǎn)密集的“吞金”行業(yè)2.11.1. 對于中國發(fā)展這個行業(yè)資金并不萬能最尖端的設(shè)備與材料不是用金錢能夠換來的2.11.2. 因為西方的各種限制中國半導(dǎo)體制造業(yè)的生產(chǎn)工藝與發(fā)展規(guī)模始終受上游制約2.11.3. 在半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)難度最高也是最具含金量的非上游設(shè)備與材料莫屬