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光刻机光学部件的核心组成有哪些?

2025-12-29

光刻机光学部件指直接参与光的传输和处理过程精密零部件。一台光刻机主要由以下系统组成:光学系统、曝光光源系统、双工作台、浸没系统、微电子系统、计算机系统、精密机械系统和控制系统等。其中光学系统主要组成部分为光刻机的物镜系统,一般由 15~20 个直径为 200~300mm 的透镜组成,用以补偿光源通过掩模版照射到附有光刻胶的硅片表面时产生的光学误差,除此之外光学系统还包括反射镜、偏振器、滤光片、光阑等。

光学系统是光刻机的核心,光刻机的蕞小工艺节点越小,对光学系统的精度要求越高,同时价格更加昂贵,推高了第五代光刻机 EUV 的造价与售价。

光刻机光学系统主要光学部件

物镜(Lens)由 20 多块透镜镜片组成,主要作用是把掩膜版上的电路图按比例缩小,再被激光映射的硅)上,并且物镜还要补偿各种光学误差技术难度就在于物镜的设计难度大,精度的要求高。

反射镜(Mirror)反射光线,将光线引导到透镜或者其它光学组件中。常用的反射镜包括平面反射镜和倾斜反射镜。平面反射镜能够将光线反射到其它方向,倾斜反射镜能够将光线反射到不同的角度和位置。

偏振器(Polarizer)控制光线的偏振状态,将光线的振动方向限制在特定方向上。包括线性偏振器和圆偏振器,能够控制光线的偏振方向和振幅,从而控制光斑的形成和分布。

滤光片(Filter)控制光线的波长,只允许特定波长的光线通过。包括窄带滤光片和宽带滤光片,能够控制光线的波长分布,从而控制光斑的形成和色彩。

光阑(Aperture)控制光线的强度和分布,可以通过限制光线的传播和分散来控制光斑的大小和形状。包括圆形光阑和方形光阑,它们能够限制光线的传播和散射,从而控制光斑的形成和分布。

光刻机光学的主要供应商有蔡司、尼康、佳能,蔡司为绝对市场龙头。

1)ASML 的光刻机光学部件主要由 CarlZeissSMTGmbH 供应,且单位光学价值蕞高的 EUV 光学部件仅有蔡司有供应能力;

2)尼康在光学制造上从原材料到成品全流程生产,镜片、镜头、反光镜均自行研发,此外,还独自开发了组装微调试技术以确保稳定的光学性能。

3)佳能和尼康业务模式较为类似,都凭相机与镜头发家,并逐渐涉足光刻设备领域,其光学组件主要自行供应。

4)由于蔡司为 ASML 的光刻机光学独供,ASML 占有约 61%的市场份额,我们估算蔡司在光刻机光学的市场份额也在 60%以上,为绝对龙头。


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