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盤點(diǎn)光刻設(shè)備國產(chǎn)零部件最新進(jìn)展
作者：Helicoater 時(shí)間：2020-02-27 累積關(guān)注：6018 次
光刻機(jī)被業(yè)界譽(yù)為集成電路產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，研發(fā)的技術(shù)門檻和資金門檻非常高。也正是因此，能生產(chǎn)高端光刻機(jī)的廠商非常少，到最先進(jìn)的EUV光刻機(jī)就只剩下ASML。
據(jù)ASML之前公布資料顯示，ASML 是全世界唯一一家使用極紫外EUV光源的光刻機(jī)制造商。EUV光源波長(zhǎng)只有13.5 nm（接近X射線水平），遠(yuǎn)大于DUV光刻機(jī)的193nm，目前用于臺(tái)積電最先進(jìn)的5 nm生產(chǎn)線。相比之下，國內(nèi)光刻機(jī)廠商則顯得非常寒酸，處于技術(shù)領(lǐng)先的上海微電子裝備有限公司已量產(chǎn)的最先進(jìn)的SSA600/20型號(hào)前道光刻機(jī)采用了ArF準(zhǔn)分子光源，即深紫外DUV光刻機(jī)，光刻分辨率只有90 nm。有消息稱上海微電子即將于2021年，也就是幾個(gè)月之后會(huì)交付首臺(tái)國產(chǎn)的分辨率達(dá)28 nm的光刻機(jī)，目前國內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口。
隨著貿(mào)易戰(zhàn)的愈演愈烈，美國對(duì)華為的打壓也蔓延到了半導(dǎo)體領(lǐng)域，國內(nèi)先進(jìn)光刻機(jī)采購遭遇重大阻力。同時(shí)由于《瓦森納協(xié)定》的限制，即使突破了技術(shù)，能夠制造先進(jìn)光刻機(jī)，其核心零部件的進(jìn)口也可能會(huì)受到限制。
針對(duì)于此，去年中科院院長(zhǎng)白春禮接受采訪時(shí)表示：“未來中科院將集結(jié)全院之力攻克光刻機(jī)、關(guān)鍵材料等重點(diǎn)技術(shù)，幫助國內(nèi)科技企業(yè)擺脫被西方國家卡脖子的命運(yùn)�！�
實(shí)際上此前我國已經(jīng)對(duì)光刻機(jī)的零部件進(jìn)行了大量的技術(shù)公關(guān)，去年小編也盤點(diǎn)了02專項(xiàng)中光刻機(jī)核心零部件研發(fā)進(jìn)展。而最近國內(nèi)再次取得了新的技術(shù)進(jìn)步，小編特對(duì)其進(jìn)行盤點(diǎn)。
中科院物理研究院國內(nèi)第一臺(tái)高能同步輻射光源設(shè)備問世
6 月 28 日上午，由國家發(fā)展改革委立項(xiàng)支持、中國科學(xué)院高能物理研究所承建的高能同步輻射光源（HEPS）完成了加速器設(shè)備電子槍的安裝，這是 HEPS 首臺(tái)安裝的科研設(shè)備，是加速電子產(chǎn)生的源頭。為 HEPS 提供技術(shù)研發(fā)與測(cè)試支撐能力的先進(jìn)光源技術(shù)研發(fā)與測(cè)試平臺(tái)（PAPS）同期轉(zhuǎn)入試運(yùn)行，超導(dǎo)高頻及低溫、精密磁鐵測(cè)量、X 射線光學(xué)檢測(cè)等設(shè)備開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
接近光速運(yùn)動(dòng)著的電子或正電子在改變運(yùn)動(dòng)方向時(shí)放出的電磁波叫做輻射波，因?yàn)檫@一現(xiàn)象是在同步加速器上發(fā)現(xiàn)的，所以稱為同步輻射。這種電子的自發(fā)輻射，強(qiáng)度高、覆蓋的頻譜范圍廣，可以任意選擇所需要的波長(zhǎng)且連續(xù)可調(diào)，因此成為一種科學(xué)研究的新光源。
高能同步輻射光源將成為中國首個(gè)第四代同步加速器光源，它也將成為世界上僅有的幾個(gè)此類裝置之一。它將使用更先進(jìn)的，被稱為 “多彎消色差透鏡” 的磁鐵陣列，從而獲得亮度更大的光束。同步輻射有可能被用作強(qiáng)X射線源和精細(xì)可調(diào)諧X射線源，進(jìn)而用于衍射、光譜、成像以及其他用途,未來也可能用于光刻EUV光源的產(chǎn)生。
國內(nèi)首臺(tái)光鏡鍍膜設(shè)備投用
中科科儀旗下的中科科美也傳來佳訊，其研制的直線式勞埃透鏡鍍膜裝置及納米聚焦鏡鍍膜裝置于2021年6月28日正式投入使用。
據(jù)了解，中科科儀推出的鏡鍍膜裝置可滿足大多數(shù)物理鏡頭對(duì)膜層制備的工藝需求。諸如聚焦鏡、單色鏡、勞埃鏡、納米聚焦鏡以及用于EUV光刻機(jī)當(dāng)中的光鏡頭。
與DUV不同，EUV用的是13.5nm的光波長(zhǎng)，無法透過目前用的透鏡材料，因此EUV系統(tǒng)為全反射。包括EUV的光罩（掩模）也是用反射結(jié)構(gòu)。由于EUV光刻鏡頭是面向更高制程、更多數(shù)量的硅基晶體管芯片，EUV光刻機(jī)對(duì)鏡頭鏡面光潔度的要求極高，即鏡面光潔度不得超過50皮米。
中科科儀投用的真空鍍膜設(shè)備能夠?qū)⒛ず窬瓤刂圃?span>0.1納米（100皮米）以內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高精度納米量級(jí)萬層鍍膜工藝，適用于光刻機(jī)鏡頭的制備，一定程度上能夠降低國產(chǎn)設(shè)備廠商在光刻鏡頭項(xiàng)目中面臨的壓力，加速國產(chǎn)半導(dǎo)體廠商在光刻鏡頭項(xiàng)目中的進(jìn)展。
上海微系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)片上亞納米量級(jí)的超靈敏位移傳感
近日，中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)所信息功能與材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室硅光子課題組研究員武愛民團(tuán)隊(duì)、深圳大學(xué)教授袁小聰、杜路平團(tuán)隊(duì)及英國倫敦國王學(xué)院教授Anatoly V. Zayats課題組合作，在硅襯底上提出了基于布洛赫表面光場(chǎng)的非對(duì)稱傳輸特性實(shí)現(xiàn)超靈敏位移測(cè)量的方法，并實(shí)現(xiàn)了亞納米級(jí)的位移傳感。
光學(xué)手段為精密位移測(cè)量提供了非接觸的方案，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高分辨率的位移檢測(cè)，在納米尺度位移傳感、半導(dǎo)體技術(shù)及量子技術(shù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。
EUV光刻機(jī)由于光刻制程先進(jìn)，其對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度的要求也非常高，而該工作利用納米尺度的狹縫實(shí)現(xiàn)了布洛赫表面波的非對(duì)稱傳輸，通過連續(xù)改變光與狹縫的相對(duì)位置，在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)于位移的精確測(cè)量，靈敏度可達(dá)0.12 nm⁻1，分辨率和量程達(dá)到8 nm和300 nm。該研究為納米測(cè)量及超分辨顯微提供了新的物理原理，并為超靈敏的位移測(cè)量提供了精巧的微型化方案。
華卓精科雙工件臺(tái)可用于65nm以下制程
此前，由北京華卓精科科技股份有限公司和清華大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的首臺(tái)國產(chǎn)干式光刻機(jī)雙工件臺(tái)產(chǎn)品完成測(cè)試，移機(jī)交付整機(jī)單位進(jìn)入光刻機(jī)聯(lián)合調(diào)試階段。工件臺(tái)是光刻機(jī)產(chǎn)品平臺(tái)的核心主體，搭載不同曝光光學(xué)系統(tǒng)和光源可形成全系列光刻機(jī)。華卓精科官網(wǎng)顯示，其光刻機(jī)雙工件臺(tái)打破了ASML公司在工件臺(tái)上的技術(shù)壟斷，成為世界上第二家掌握雙工件臺(tái)核心技術(shù)的公司。
華卓精科作為我國在該領(lǐng)域的杰出代表企業(yè)，目前與清華大學(xué)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作，共同研制出的雙工件臺(tái)，其技術(shù)水準(zhǔn)完全可以與阿斯麥相提并論，實(shí)力不相上下，據(jù)了解，上海微電子制造的28nm光刻機(jī)，其中利用的就是華卓精科的雙工件臺(tái)。該雙工件臺(tái)的精度可以達(dá)到1.7nm，主要被應(yīng)用在65nm以下的芯片制程，它的出現(xiàn)預(yù)示著我國在該領(lǐng)域技術(shù)的進(jìn)步、打破西方國家的封鎖，實(shí)現(xiàn)自主化生產(chǎn)。
據(jù)業(yè)內(nèi)媒體消息披露，上海微電子將于2022年前交付第一臺(tái)28nm工藝的國產(chǎn)沉浸式光刻機(jī)。這意味著我國的先進(jìn)光刻機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，但可以實(shí)現(xiàn)更高制程的EUV光刻機(jī)仍然任重而道遠(yuǎn)。而光刻機(jī)零部件的不斷突破，為國產(chǎn)替代再填助力。
“我們從古以來，就有埋頭苦干的人，有拼命硬干的人，有為民請(qǐng)命的人，有舍身求法的人，……雖是等于為帝王將相作家譜的所謂"正史"，也往往掩不住他們的光耀，這就是中國的脊梁……”伴隨著科研人員的“負(fù)重前行”，相信不久的將來必能繼續(xù)傳出好消息，完成半導(dǎo)體設(shè)備的拼圖。【Helicoater Technologies】