
近日,某外媒“爆料”了所谓的中国“曼哈顿计划”,称中国科学家在深圳造出了美国多年来严防死守的极紫外(EUV)光刻机的原型机。
中国没有官方消息证实这一“爆料”,可能真,也可能伪。有意义的是,西方媒体的报道透露着西方对中国突破高端光刻设备的焦虑。环球网就为此发表评论称,中国科技进步,外媒本不必焦虑。
EUV光刻机被西方国家称为先进技术的“最后堡垒”,目前全球仅有荷兰企业阿斯麦可以生产。EUV光刻机始终受美国“把控”,只能卖给美国盟友,导致中国一台EUV光刻机也没有,仅能量产7nm芯片,落后主流3nm芯片两代。
中国力图摆脱受制于人的局面,光刻机“国产化”进程不断加速。其实不需要外媒“捕风捉影”,工信部官方网站先后公布了不少国产光刻机的技术参数,显示了清晰的技术路线。
中国人面对EUV光刻机有个经典之问——造氢弹和造EUV光刻机,哪个难?虽然这个问题需要详细的技术上的解释,但背后的心态非常乐观——哪怕比氢弹还难,我们也有造出来的那一天。
当然,我们的目标并不是打造技术孤岛,如果能更加深度、平等地融入全球经济和技术创新网络,那才是共享、共赢、共发展。
不过,既然需要自力更生,要克服哪些难题才能制造出EUV光刻机呢?下面我们来分析如何“手搓”EUV光刻机。
精确地光刻
目前主流的光刻机,用的都是光学投影式光刻。工作原理俗称“萝卜雕花”,只不过雕的不是萝卜,而是硅片(也叫硅晶圆)。
具体工作时,硅片表面会覆盖一层光刻胶,用紫外光等光线,透过掩模版(刻有电路图案的板子)照射在硅片表面,光刻胶会发生反应,将掩模版上的图案复制到硅片上,之后洗去光刻胶,就能实现半导体器件在硅片表面的构建。
半导体技术要升级,主要看晶体管中的沟道长度能不能进一步缩小,从7nm、5nm再到3nm。而想要把晶体管越做越小,就需要光刻越来越精确。
光刻光刻,主要难点在于“光学设计”。
第一个困难就是衍射极限。光刻要越来越精确,就得提高分辨率。而提高分辨率,要么减少光源波长,要么提高数值孔径——两个方式都极难。
过去,DUV(深紫外)光刻机使用的是波长193nm的深紫外光,现在EUV光刻机的光源波长为13.5nm。这一波长需要非常极致的办法才能做到。
阿斯麦官方的宣传片展示了这一震撼时刻:锡金属被熔化形成直径只有20微米的液滴,并且在真空环境中自由下落。




