11月29日宣布研制成功的世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備意味著什么浸间?對國內芯片行業(yè)有何影響与境?

姓名:范凌峰????學號:16020188020

轉載自:https://www.zhihu.com/question/304075151/answer/542280916

【嵌牛導讀】:我國成功研制出世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備 可加工22納米芯片

【嵌牛鼻子】:光刻

【嵌牛提問】:11月29日宣布研制成功的世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備意味著什么?對國內芯片行業(yè)有何影響郊楣?

【嵌牛正文】:

軍報記者成都11月29日電(呂珍慧憔恳、記者鄒維榮)國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”29日通過驗收,這是我國成功研制出的世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備净蚤。該光刻機由中國科學院光電技術研究所研制钥组,光刻分辨力達到22納米,結合多重曝光技術后今瀑,可用于制造10納米級別的芯片程梦。

我國成功研制出世界首臺分辨力最高紫外超分辨光刻裝備 可加工22納米芯片

很多人只盯著新聞里22nm這個指標,其實大家要關注的是“365nm的光源放椰,單次曝光線寬可達22nm”作烟。注意到我加黑的那幾個關鍵詞了嗎?22nm指標雖然很棒但是業(yè)界早就做過了砾医,到底哪里厲害呢拿撩?所以關鍵是用365nm的光源單次曝光做到22nm,懂點光學的就知道這意味著什么:打破了傳統(tǒng)的衍射極限如蚜。

所以在我看來压恒,這臺機器最大的價值是驗證了表面等離子體(SP)光刻加工的可行性影暴。

這臺SP光刻機與ASML光刻機對比怎么樣呢?舉個不恰當?shù)睦影商胶眨@就像是初期的槍械與最厲害的弓箭的對比型宙。早期槍械,比如火銃伦吠,無論是射擊精度還是射擊距離都遠遠比不上厲害的弓箭妆兑,但是如今的狙擊槍早已把弓箭甩開十萬八千里了,這就是原理性的勝利毛仪。

要理解剛才說的這個“原理性的勝利”到底是怎么回事搁嗓,我們首先得回顧一下以ASML為代表的傳統(tǒng)光刻機是怎么做的。

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上面是ASML光刻機簡單的原理圖箱靴,拋開復雜的監(jiān)測設備不談腺逛,最核心的原理就是通過物鏡系統(tǒng)將掩膜版上的圖案進行縮印成像。涉及到成像過程衡怀,就不得不考慮光的衍射極限棍矛。即便拋開所有的幾何像差,由于衍射的作用抛杨,一個無限小的點成像后也會變成一個彌散斑够委,被稱為“艾里斑”。因此實際光學系統(tǒng)成像的分辨率就是兩個艾里斑恰好能夠分開的距離蝶桶。

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所以由于衍射效應慨绳,成像分辨率會受到限制,最終的分辨率取決于波長真竖、數(shù)值孔徑等參數(shù)脐雪,波長越小、數(shù)值孔徑越大分辨率則越高恢共。所以ASML這些年來主要的研究方向就是利用更短的波長(近紫外-深紫外-極紫外)战秋、增大數(shù)值孔徑(更復雜的物鏡、液體浸沒)讨韭。但是每進一步都變得更加艱難脂信,對系統(tǒng)設計、加工裝配透硝、誤差檢測等等諸多方面都提出了更為苛刻的要求狰闪,成本也越來越高昂。

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那么表面等離子體光刻又是怎么一回事呢濒生?表面等離子體指的是一種局域在物質表面的特殊的電磁波埋泵,隨著離開物質表面距離的增大迅速衰減,一般認為波長量級以上的區(qū)域就不存在了。

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更為神奇的是丽声,雖然表面等離子體波是由其他電磁波激發(fā)的礁蔗,但是波長會被極大地壓縮,而壓縮的比例取決于材料的電磁性質等參數(shù)雁社。

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這就意味著浴井,利用表面等離子體波進行光刻時,從原理上就不在受到傳統(tǒng)衍射極限的限制了霉撵。

在光刻機研制方面磺浙,我們一直有兩個選擇:沿用ASML的老路走一遍,還是另辟蹊徑通過新原理彎道超車喊巍?我們國家很有錢屠缭,兩個選擇都在做箍鼓。而這臺SP光刻機的研制成功崭参,就是讓我們看到了彎道超車的可能性。其實從原理上款咖,這簡直就不是彎道超車了何暮,而是在別的人還在繞山路的時候,我們嘗試著打了一條隧道……雖然還沒有完全挖通铐殃,但曙光就在眼前了海洼。

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