光刻机被业界誉为集成电路产业皇冠上的明珠,研发的技术门槛和资金门槛非常高。也正是因此,能生产高端光刻机的厂商非常少,到最先进的EUV光刻机就只剩下ASML。
据ASML之前公布资料显示,ASML 是全世界唯一一家使用极紫外EUV光源的光刻机制造商。EUV光源波长只有13.5 nm(接近X射线水平),远大于DUV光刻机的193nm,目前用于台积电最先进的5 nm生产线。相比之下,国内光刻机厂商则显得非常寒酸,处于技术领先的上海微电子装备有限公司已量产的最先进的SSA600/20型号前道光刻机采用了ArF准分子光源,即深紫外DUV光刻机,光刻分辨率只有90 nm。有消息称上海微电子即将于2021年,也就是几个月之后会交付首台国产的分辨率达28 nm的光刻机,目前国内晶圆厂所需的高端光刻机完全依赖进口。
随着贸易战的愈演愈烈,美国对华为的打压也蔓延到了半导体领域,国内先进光刻机采购遭遇重大阻力。同时由于《瓦森纳协定》的限制,即使突破了技术,能够制造先进光刻机,其核心零部件的进口也可能会受到限制。
针对于此,去年中科院院长白春礼接受采访时表示:“未来中科院将集结全院之力攻克光刻机、关键材料等重点技术,帮助国内科技企业摆脱被西方国家卡脖子的命运。”
实际上此前我国已经对光刻机的零部件进行了大量的技术公关,去年小编也盘点了02专项中光刻机核心零部件研发进展【国产光刻机及关键核心零部件研发进展 】。而最近国内再次取得了新的技术进步,小编特对其进行盘点。
中科院物理研究院国内第一台高能同步辐射光源设备问世
6 月 28 日上午,由国家发展改革委立项支持、中国科学院高能物理研究所承建的高能同步辐射光源(HEPS)完成了加速器设备电子枪的安装,这是 HEPS 首台安装的科研设备,是加速电子产生的源头。为 HEPS 提供技术研发与测试支撑能力的先进光源技术研发与测试平台(PAPS)同期转入试运行,超导高频及低温、精密磁铁测量、X 射线光学检测等设备开机运转。
接近光速运动着的电子或正电子在改变运动方向时放出的电磁波叫做辐射波,因为这一现象是在同步加速器上发现的,所以称为同步辐射。这种电子的自发辐射,强度高、覆盖的频谱范围广,可以任意选择所需要的波长且连续可调,因此成为一种科学研究的新光源。
高能同步辐射光源将成为中国首个第四代同步加速器光源,它也将成为世界上仅有的几个此类装置之一。它将使用更先进的,被称为 “多弯消色差透镜” 的磁铁阵列,从而获得亮度更大的光束。同步辐射有可能被用作强X射线源和精细可调谐X射线源,进而用于衍射、光谱、成像以及其他用途,未来也可能用于光刻EUV光源的产生。
国内首台光镜镀膜设备投用
中科科仪旗下的中科科美也传来佳讯,其研制的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置于2021年6月28日正式投入使用。
据了解,中科科仪推出的镜镀膜装置可满足大多数物理镜头对膜层制备的工艺需求。诸如聚焦镜、单色镜、劳埃镜、纳米聚焦镜以及用于EUV光刻机当中的光镜头。
与DUV不同,EUV用的是13.5nm的光波长,无法透过目前用的透镜材料,因此EUV系统为全反射。包括EUV的光罩(掩模)也是用反射结构。由于EUV光刻镜头是面向更高制程、更多数量的硅基晶体管芯片,EUV光刻机对镜头镜面光洁度的要求极高,即镜面光洁度不得超过50皮米。
中科科仪投用的真空镀膜设备能够将膜厚精度控制在0.1纳米(100皮米)以内,实现高精度纳米量级万层镀膜工艺,适用于光刻机镜头的制备,一定程度上能够降低国产设备厂商在光刻镜头项目中面临的压力,加速国产半导体厂商在光刻镜头项目中的进展。
上海微系统所实现片上亚纳米量级的超灵敏位移传感
近日,中国科学院上海微系统所信息功能与材料国家重点实验室硅光子课题组研究员武爱民团队、深圳大学教授袁小聪、杜路平团队及英国伦敦国王学院教授Anatoly V. Zayats课题组合作,在硅衬底上提出了基于布洛赫表面光场的非对称传输特性实现超灵敏位移测量的方法,并实现了亚纳米级的位移传感。
光学手段为精密位移测量提供了非接触的方案,可实现高灵敏度、高分辨率的位移检测,在纳米尺度位移传感、半导体技术及量子技术等领域具有重要应用。
EUV光刻机由于光刻制程先进,其对对准精度的要求也非常高,而该工作利用纳米尺度的狭缝实现了布洛赫表面波的非对称传输,通过连续改变光与狭缝的相对位置,在实验上实现了对于位移的精确测量,灵敏度可达0.12 nm⁻¹,分辨率和量程达到8 nm和300 nm。该研究为纳米测量及超分辨显微提供了新的物理原理,并为超灵敏的位移测量提供了精巧的微型化方案。
华卓精科双工件台可用于65nm以下制程
此前,由北京华卓精科科技股份有限公司和清华大学联合研发的首台国产干式光刻机双工件台产品完成测试,移机交付整机单位进入光刻机联合调试阶段。工件台是光刻机产品平台的核心主体,搭载不同曝光光学系统和光源可形成全系列光刻机。华卓精科官网显示,其光刻机双工件台打破了ASML公司在工件台上的技术垄断,成为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。
华卓精科作为我国在该领域的杰出代表企业,目前与清华大学的专业团队进行合作,共同研制出的双工件台,其技术水准完全可以与阿斯麦相提并论,实力不相上下,据了解,上海微电子制造的28nm光刻机,其中利用的就是华卓精科的双工件台。该双工件台的精度可以达到1.7nm,主要被应用在65nm以下的芯片制程,它的出现预示着我国在该领域技术的进步、打破西方国家的封锁,实现自主化生产。
据业内媒体消息披露,上海微电子将于2022年前交付第一台28nm工艺的国产沉浸式光刻机。这意味着我国的先进光刻机已经实现了技术突破,但可以实现更高制程的EUV光刻机仍然任重而道远。而光刻机零部件的不断突破,为国产替代再填助力。
“我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人,……虽是等于为帝王将相作家谱的所谓"正史",也往往掩不住他们的光耀,这就是中国的脊梁……”伴随着科研人员的“负重前行”,相信不久的将来必能继续传出好消息,完成半导体设备的拼图。
扫描下方二维码,加入半导体行业交流群
更多
以辉煌为舵,当奋楫扬帆——中科科仪2024年上半年获得奖项与荣誉一览
厂商
2024.08.08
中科科仪党委副书记、总经理王高峰受邀参加“真空技术振兴计划”院士咨询课题研讨会并作主旨报告
厂商
2024.08.01
汇聚行业智慧,共谋长远未来——中科科仪成功举办科学仪器与真空零部件交流会暨兰州地区用户会
厂商
2024.07.12
中国科学院大连化学物理研究所、金铠仪器(大连)股份有限公司到访中科科仪
厂商
2024.07.12