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近日,有自媒体宣称,中国提出了另外一种EUV光刻机方案,把光刻机 " 巨大化 ",用一台周长 100~150 米的环形加速器作为 " 光源 ",然后带动数台甚至数十台光刻机进行工作,这不是光刻机,这是 " 光刻车间 "、" 芯片加工流水线 "。

我在这里要泼个凉水,这个消息的真实性有待商榷,这个技术叫做SSMB-EUV,首先,ssmb是一种自由电子激光技术,清华称为稳态微聚束极紫外光源设施项目。

这个原理说得朴素一点,就是用高能加速器对电子加速,然后让它穿过交替变化的磁场(震荡腔),它会左右震荡,产生高频率、短波长的电磁波,甚至是可见光,如果把电子加速到接近光速,那么就会产生更短波长的光,甚至是 X 光。

我们把电子抱成极小的纳米级别的 " 电子团 ",让每一个电子团中的电子震荡发出的电磁波都在同相。让 nm 级别的电子团一串一串通过加速器,进入震荡腔,每一团都左右震荡,就能在各个位置得到功率很大的相干光。最终的结果就是输出千瓦量级的 EUV 光。

这个技术原本属于加速器领域,即使用在芯片领域,也只是一个光源技术,并不是一个EUV光刻机方案。

目前世界上唯一的EUV光刻机供应商是荷兰的ASML公司, 其采用的是激光等离子体( LPP) EUV光源. 具体来说, 通过一台功率大于20 kW的CO2气体激光器轰击液态锡形成等离子体, 从而产生13.5 nm的EUV光。

除此之外,这还只是一个技术方案 可行性有待验证。现在SSMB的研究只能说是刚刚摆脱纯模拟进入了实验阶段,目前为止也仅仅是证实了在储存环上,电子微聚束结构能够在一圈之后保持住。至于1000圈、10000圈乃至几秒的时间范围内能不能依然保持的住都还没有实验结果,后续实现连续束流运行并逐步提高流强更是极度艰巨复杂的任务,这里面的问题已经没法在科普范围内解释清楚了。总之这些实验无论单拎出来哪一个都是一场成败参半的冒险。可以说,这才是真正的科研,当然也意味着它离工业化应用的距离还很遥远,以至于距离都没法准确的估计。

最近某些自媒体开始传播这件事,其实目前还没有可以证实该方案可行的信息,事实上这个装置也更接近科研用途而不是实际生产。

那么中国能不能通过其他的方法实现EUV光刻机呢答案是可以的,光刻机的研发路线并不是只有一条路。

当初ASML之所以能够超越尼康成为全球光刻机龙头,就是因为在第四代改进型光刻机的研发上,ASML并没有遵循尼康研究的157nm 方案以及 电子束投射 方案。

而是在原有第四代步进扫描投影光刻机的晶圆光刻胶上方加 1mm 厚的水。水把 193nm 的光波长折射成 134nm,这就是我们熟悉的第四代改进型浸没式光刻机,极限可以生产7nm的芯片。从而实现了对尼康的超越。

而光刻机实际上有4种EUV光源,除了ASML的LPP,和清华研究的SSMB之外,其实还有DPP和同步辐射,DPP是通过超高压电对电极两端之间的锡线瞬间放电,从而获得EUV光源,而同步辐射光源是利用相对论性电子(或正电子)在磁场中偏转时产生同步辐射的高性能新型强光源,通过调谐这个偏转磁场可获取EUV光源。

其中哈工大在研究DPP,而中科院在研究同步辐射,中国究竟是选择新路出发,还是遵循ASML的技术路线,目前并没有权威的官方报道。

而中国最初的计划是2030年,实现EUV光刻机国产。随着中国在芯片领域的加大投入,这个时间说不定会提前到来。

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