光刻机制造瓶颈在哪里？为何ASML全程垄断？

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制造光刻机最大的瓶颈只有三个“光源+镜头+掩膜台”，搞定了这三个瓶颈之后，剩余的小瓶颈就靠精加工实力了。由此可知，光刻机的研发涉及的领域太多太多了，基本上就是精加工，也只有强大的工业化国家才具有生产制造先进光刻机部件的能力。

光刻机的研制难点之一:光源

与早已面世的DUV光刻机的Arf准分子光源不同。EUV光刻机的光源是波长为13.5纳米的EUV光源，该光源必须具有“功率大，控制精准”的特点，就以Cymer公司为ASML研发的极紫外光源为例，该光源波长为13.5纳米，经过收集后的功率为250W。该光源产生的二氧化碳激光必须要精准的打击到由发射装置发射出每秒高达5万滴的纯锡滴靶上面。另外每一滴锡滴靶的直径为30微米，锡滴被蒸发后还不能污染反光镜，由于EUV光源的波长极短，在大气中也能够被吸收，所以光所走的路径要被制造成真空，所以说EUV光源的难点就在于大功率和精准控制上。

光刻机的研发难点之二:镜头

由于EUV的光源太短，除了会被空气吸收之外，还会被玻璃吸收。这也是EUV光刻机不能使用玻璃透镜，而必须使用反光镜的根本原因。前面也说了玻璃会吸收EUV光波，所以反光镜的镜面不能使用玻璃，而用的是钼和硅制成的特殊膜镀到反光镜镜面上才有效果，另外普通的镜面也达不到反射所有光波的效果，这里就用到布拉格反射器。还有就是要求反光镜的镜面凸起幅度不能超过0.3纳米，而镜面的直径为30 厘米，这种难度可以想象以下，基本上就相当于京沪线的轨道起伏不超过1毫米，所以对光学加工技术要求极高，世界上能够制造出这样镜头的国家太少太少。虽然布拉格反射器的反射效率极高，但是美经过一次反射，都要损失十分之三的能量，而ASML的光刻机中有11个反光镜，也就是说光源要经过11次反射才能到达晶圆。这其中损失的能量可就不小，最终基本就剩余2%的光线，这也是对光源导弹功率要求较大的原因之一。

光刻机的研发难点之三:掩膜台

掩膜台的作用就是就是承载掩膜版运动的部件，它的运动精度是纳米级别，基本上掩膜台的运动人眼根本就看不出来，毕竟是纳米级别，要用什么样的控制设备才能使掩膜台的运动为在纳米级别是一个难题，所以说最终又回到精加工领域了。

光刻机中比较重要的除了光源，镜头，掩膜台之外，还有就是双工件台了，一个工件台用于制造芯片，另一个则用来测量，为下一个晶圆做基础，其他就是轴承之类对加工精度要求极高的部件。总而言之光刻机是集世界技术和精加工于一体的设备，制造难度极大。

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