EUV光刻设备国内外专利分析之技术发展重点

光刻机是集成电路制造的核心装备，其技术水平决定了集成电路的集成度。光刻机涉及系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输、高精度微环境控制等多项先进技术，是所有半导体制造设备中技术含量最高的设备。当今最先进的半导体光刻工艺使用EUV光源，EUV光刻是制造下一代半导体芯片的关键步骤。本文聚焦EUV光刻设备，对相关国内外专利进行统计分析（检索时间2023.02，检索平台：Incopat）。 

全球EUV光刻设备专利技术发展重点

EUV光刻设备最重要的三个子系统是光源、投影物镜和运动台。投影物镜系统结构复杂，包括数片反射镜，还涉及到光学材料，因此专利数量较多。光源技术的研究门槛较高，虽然属于光刻设备中的关键子系统，而专利数量不及投影物镜多。关注运动台技术的多为系统集成商，或者光刻设备使用者，因此，运动台系统的专利数量不多。从时间发展来看，三个子系统基本都呈现增长态势，只有物镜系统专利近几年略有下降。还可以发现2001-2003年是一个研发小高峰，这个时间段各技术研发国都在积极布局EUV光刻设备。

图1：EUV光刻设备关键子系统技术发展图

（数据来源：上图上情所研究整理） 

EUV光刻设备的研发国家大多在光源和物镜系统方面都进行了技术布局，荷兰在光源方面具有优势，这主要是ASML公司收购美国Cymer公司的结果；德国在物镜系统方面领先，因为德国的卡尔蔡司公司是目前唯一掌握EUV光学镜片技术的厂家。对运动台技术进行布局的国家不多，EUV光刻设备专利数量前10位的国家/地区中有3个国家/地区没有在此方面进行研发。

表1：EUV光刻设备关键子系统专利技术国家/地区分布

（数据来源：上图上情所研究整理） 

中国EUV光刻设备专利技术发展重点

中国EUV光刻设备技术专利分布与全球分布类似，三个关键子系统中，物镜系统研究最多，光源其次，运动台系统的研究最少。上海和北京在三个子系统上都有所布局。

表2：EUV光刻设备关键子系统中国专利技术分布

（数据来源：上图上情所研究整理） 

中国EUV光刻设备技术专利主要技术功效如下图所示，申请人主要关注降低复杂性、提高稳定性、提高效率、提高可靠性、降低成本、提高均匀性、提高可控性、提高精度、提高安全性和适合性等技术功效。

图2：中国EUV光刻设备专利技术功效分布

（数据来源：上图上情所研究整理）

三个子系统因技术功能不同，最受关注的技术效果也不同。EUV光刻光源的转换效率只有0.02%，因此提高效率成为光源研发的首要目标；而物镜系统结构复杂，包括数片反射镜，还涉及到光学材料，所以最关注降低复杂性；由于光刻工艺对精度要求极高，运动台的控制精度要求也就非常高，提高精确性是运动台研发最重要的效果。

图3：EUV光刻设备关键子系统中国专利技术功效分布

（数据来源：上图上情所研究整理）