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中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

1、中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

难说啊!

要知道ASML公司,在1991年就研制出了制程工艺包含90纳米的,步进投影式DUV光刻机。而在2017年研制出了,制程工艺在7纳米的,第三代极紫外EUV光刻机。

也就是说,ASML公司用了26年,才从步进投影式DUV光刻机,突破到极紫外EUV光刻机。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

而我国在2007年就研制出了制程工艺可达90纳米的步进投影式DUV光刻机,截止到目前为止,还没有见到国产浸没式DUV光刻机出现,那就更不要说,研发出极紫外EUV光刻机了。

即便按照ASML公司的发展历程,从理论上来看,那也需要到2033年才可以研制出极紫外EUV光刻机。

当然了,以上只是按照ASML公司的发展历程简单的推算,真实情况是肯定有差别的。

至于究竟到哪年,才可以研制出自己的极紫外EUV光刻机,现在还很难说啊!

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

只不过可以肯定的是,研制出极紫外EUV光刻机的时间要么早于2033年,要么晚于2033年。究竟到哪年,还是让我们拭目以待吧!

或许随着量子芯片,碳基芯片,光子芯片的发展,我国可以弯道超车,避开传统光刻机的发展模式,直接走到新兴芯片的生产制造上。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

言归正传,在光刻机制造上,我国面临的问题与ASML是截然相反的。

要知道ASML是集合了美国,德国,日本,英国,欧洲等各发达国家的顶尖科技,才制造出的光刻机。

而我国只有靠自己,光刻机的任何一个部件,都要立足于国内来完成研发。而且,国外还对我国进行严密的封锁,也签署了专门禁止对我国出口高科技技术的《瓦森纳协定》。

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如此一来,最直接的结果就是:我国的高科技VS全球的高科技。况且,这还是在我国与光刻机有关的高科技,不如国外发达国家的前提下进行的。由此可见,极紫外EUV光刻机的研发,难度是地狱级别的。

可想而知,我国独立研制出极紫外EUV光刻机的难度系数有多高。

难度系数高归高,与做不做的到是两回事。俗话说,世上无难事,只怕有心人。我国向来拥有迎难而上的决心和毅力,相信研制出极紫外EUV光刻机只是时间问题而已。

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毕竟在20年前,谁曾想到20年后的今天,我国的科技会发达到这个程度。先后出现了:蛟龙号深潜器,奋斗者号载人深潜器,复兴号高速列车,天宫空间站,北斗导航系统,量子通讯卫星,量子芯片,特高压输电,歼20隐身战斗机,运20大型运输机,直20直升机,055型万吨驱逐舰,山东号航空母舰。

这一切,在20年前是根本就不敢想的,甚至在10多年前也是不敢想的。但是,这一切,就真真切切的成为了现实。所以说,没有可以难倒我国的技术,因为我国有着迎难而上的传统和决心。相信,在极紫外EUV光刻机上,也会尽快研制出来的。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

那么,我国现有的技术,与国际上的差距有多大呢。

ASML极紫外EUV光刻机使用的先进部件

采用了波长为13.5纳米,功率为250W的激光等离子体光源。

有关于极紫外光源,一共发展了三代。第一代:放电等离子体(DPP);第二代:激光辅助放电等离子体(LDP);第三代:激光等离子体(LPP)。

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可见ASML的极紫外EUV光刻机使用的就是由Cymer公司研发的第三代光源,该光源有两大特点:

第一,功率高,250W。只有光源的功率足够高,在被十多个反射镜反射吸收之后,剩下的功率足够高才能够进行光刻。另外光刻机光源的功率越高,芯片刻录速度也就越快。

第二,波长短,13.5纳米。众所周知,光刻机的光源波长与最小制程工艺息息相关。由于芯片的制程工艺和光刻机的曝光分辨率有着密切的关系,曝光分辨率越高,制程工艺也就越小,反之月越大。而光刻机的曝光分辨率又和光源的波长息息相关,当然光源的波长越短,曝光分辨率也就越高。光源波长越短,芯片制程工艺的纳米数就可以做到越小。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

总而言之,极紫外EUV光刻机需要的光源,是波长短,功率大。

多片极其光滑的反射镜

EUV光刻机与DUV光刻机的镜头组是不同的。DUV光刻机用的是透镜组,而EUV光刻机用的是反射镜。

为了使光源被反射后,还具备较高的聚合性和较大的功率,对反射镜的粗糙度有较高的要求。ASML的极紫外EUV光刻机,使用的是德国蔡司公司研制的反射镜。这些反射镜的表面镀了近百层由钼和硅制成薄膜,而薄膜的粗糙度控制在0.05纳米,难度还是相当大的。

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超高精度的双工件台

过去的光刻机使用的是单工件台,一个工件台完成测量,刻录等所有工作。那么,效率自然就很慢。使用单工件台的光刻机,一个小时可以处理80片晶圆。

而双工件台,是将光刻前得准备工作,和光刻分隔开来。即,一个工件台上的晶圆在做曝光时,另一个工件台对晶圆做测量等曝光前的准备工作。当第一个工件台的曝光工作完成之后,两个工件台交换位置和职能 这样一来,就可以提高光刻机的生产速度,使用双工件台的光刻机,每小时可以处理200片晶圆。相单工件台而言,那生产效率提高了3倍。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

ASML的极紫外EUV光刻机所用的Twinscan双工件台,的运动精度误差控制在1.8纳米。

综合来看,光源,双工件台,反射镜是光刻机的三大部件,只要解决了这三大部件,剩下的控制台,掩膜台相对来说就比较容易了。

我国光刻机部件的进度

我国目前最先进的光刻机,就是最小制程工艺为90纳米的步进投影式DUV光刻机。距离ASML的极紫外EUV光刻机还有很远的距离。

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光源

国内研发光源的主要有科益虹源,哈工大,华中科技,上海光机所等。

目前来看,我国已经制造出来第三代光源→波长为248纳米,重复频率为4000hz,功率为40W的氟化氪(KrF)激光器。当然了,这是在2020年完成的,至于今天达到了那个程度,还难以确定。

不过,国外类似的光源是在上世纪80年代研发出来,可想而知,这之间的差距有多大。不过Krf光源只适合制程工艺在100纳米以上的光刻机使用,而我国的光刻机最小的制程工艺为90纳米。想必还是研制出了波长为193纳米的第四代Arf光源。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

当然了,国内有研发DUV光刻机的光源公司,也有研发EUV光刻机光源的企业。像哈工大研发的第一代放电等离子光源。

综合来看,在光源上与国际领先水平仍然有较大得差距。

反射镜

我国研究光刻机镜头的有国望光学,长春光机所。国望光学已经研制出了,适合步进投影式DUV光刻机使用的透镜,否则国内90纳米制程工艺的光刻机的物镜系统从哪里来的呢。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

只不过,在极紫外EUV光刻机使用的反射镜上,国内并没有研制出实物,也没有相关的报道出现。只不过,据最新的资料显示,光点技术研究所,与中国科学院高能物理研究所合作,研发的200 毫米口径内平面镜的,加工粗糙度优于 0.3 纳米。

而在2021年,中科科仪所研发出了真空镀膜设备,该设备可以将膜厚的精度控制在0.1纳米以内,应该可以用于反射镜的镀膜。

综合来看,国内反射镜技术,与德国的蔡司公司,日本的JECT公司的反射镜差距依然挺大的。

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双工件台

我国研发双工件台的主要就是华卓精科,其已经交付客户的DWS系列双工件台,可以被用于Arf干式光刻机。该双工件台采用了磁悬浮平面电机驱动,多轴激光干涉位移测量技术。使得运动平均偏差为4.5纳米,运动标准偏差为7纳米,最大速度为1.1米/秒,最大加速速度为2.4g。

正在研发DWSI系列,同样采用了磁悬浮平面电机驱动,不过换成了平面光栅干涉位移测量技术。使得运动平均偏差为2.5纳米,运动标准偏差为5纳米,最大速度为1.5米/秒,最大加速速度为3.2g。

中国需要几年能研制出媲美荷兰阿斯麦的EUV极紫外光刻机?

即便是在研发中的双工件台,距离ASML极紫外EUV光刻机使用的双工件台也有差距。

目前来看,我国EUV光刻机的所需要的部件,都尚未达到满足使用的程度。所以说,国产极紫外EUV光刻机还是需要时间来等待的。就是等待各种部件达到商业化的程度,也只有各种部件都齐全了,国产极紫外EUV光刻机才可以顺利的下线 。

上文也说了,至于何时才能看到国产极紫外EUV光刻机,还很难说啊!

30年都不一定能研制出来,光刻机的图纸给我们,都制造不出来,你知道制造有多难吗,举个例子,清明上河图这副画厉害吧,相当于是把清明上河图刻到头发上面还难几百倍,好多人还不相信,都说原子弹那么困难都能制作出来,这个不是随随便便吗,那样想,你就错了原子弹的技术,在他面前就是个弟弟,我不是乱说这是事实罢了,光刻机是全世界截止目前,科技的巅峰就是天花板了,汇集了全世界十几个国家最先进的技术,我在网上看了他制作CPU的视频,我自己就不敢相信世界上有这么先进的东西,如果中国想要突破这一技术,只有另寻其他办法来攻破,举例,还有就是华为厉害吧,手机说不行就不行了,为什么,还不是就是因为限制CPU的供给,CPU就是光刻机制作出来的,小道消息说,本来华为最有希望获得光刻机的,用了几个亿买了一台,可惜消息走漏了,在国外被烧掉了,当时他的女儿为什么一直,不放回国,听说还是因为光刻机技术,但是具体是不是真的就不知道了

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