[新聞] 國產的SP光刻機到底牛在哪兒?消失
https://www.leiphone.com/news/201811/8uGdqI4Z63FAipyX.html
最近“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”的新聞刷屏了。有
些人歡欣鼓舞,有些人不屑一顧。那么這個裝備到底實力如何,牛到底牛在哪兒?
先回答大家最關心的兩個問題:
1、我們可以實現芯片徹底國產化了嗎?
答:暫時還不行。
2、不吹不黑,這個裝備真的這么厲害嗎,還是只是吹牛?
答:確實很厲害。
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,單次曝光線寬
可達22nm”。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界早就做過
了,到底哪里厲害呢?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:打破了傳統的衍射極限。
所以在我看來,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。
這臺SP光刻機與ASML光刻機對比怎么樣呢?舉個不恰當的例子吧,這就像是初期的槍械
與最厲害的弓箭的對比。早期槍械,比如火銃,無論是射擊精度還是射擊距離都遠遠比
不上厲害的弓箭,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。
要理解剛才說的這個“原理性的勝利”到底是怎么回事,我們首先得回顧一下以ASML為
代表的傳統光刻機是怎么做的。
上面是ASML光刻機簡單的原理圖,拋開復雜的監測設備不談,最核心的原理就是通過物
鏡系統將掩膜版上的圖案進行縮印成像。涉及到成像過程,就不得不考慮光的衍射極限
。即便拋開所有的幾何像差,由于衍射的作用,一個無限小的點成像后也會變成一個彌
散斑,被稱為“艾里斑”。因此實際光學系統成像的分辨率就是兩個艾里斑恰好能夠分
開的距離。
所以由于衍射效應,成像分辨率會受到限制,最終的分辨率取決于波長、數值孔徑等參
數,波長越小、數值孔徑越大分辨率則越高。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)、增大數值孔徑(更復雜的物鏡、液體浸沒)
。但是每進一步都變得更加艱難,對系統設計、加工裝配、誤差檢測等等諸多方面都提
出了更為苛刻的要求,成本也越來越高昂。
那么表面等離子體光刻又是怎么一回事呢?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,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域
就不存在了。
更為神奇的是,雖然表面等離子體波是由其他電磁波激發的,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。
這就意味著,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衍射極限的限
制了。
在光刻機研制方面,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?我們國家目前兩個選擇都在做。而這臺SP光刻機的研制成功,就是讓
我們看到了彎道超車的可能性。其實從原理上,這簡直就不是彎道超車了,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,但曙光就在
眼前了。
心得:
這個報道的是SP光刻機,是做光電器件類的器件和芯片,不是做手機和電腦芯片的。的
確不是通用芯片光刻機。但光電器件,也很重要不可或缺。
它的意義在於
中國在光電器件類的器件和芯片上領先。這個光電器件也很重要,光電技術,是電
子技術的重要組成部分。
那麼,中國大陸和西方,就形成了相互依賴。
也就是說
如果西方在通用芯片技術上,比如說在手機電腦芯片上,卡住中國,中國會兩眼一
抹黑,很糟糕。那么中國也可以在光電器件技術上卡住西方,那么美國和西方也會兩眼
一抹黑,很糟糕。
更重要的是
光電子技術,是電子技術的繼續發展,是未來的發展方向。是五年十年后人類迫切
需要的技術發展。所以,SP光刻機,是通用芯片光刻機的繼續發展。
也所以,對西方來說,五年十年后的光刻機,中國先人一步造出來了。也就是說,
中國的光刻機技術,實現了彎道超車,超到前面去了。
臺積電後市如何走?
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