拒绝技术垄断国产首台超分辨光刻机技术浅析

2018-12-04 14:26

国产超分辨率光刻机光刻原理

国产超分辨率光刻机采用的则是一种名为表面等离子光刻加工工艺，利用的是一种沿金属表面传播的波，大致可以理解为当入射的光子照射在金属表面的时候。由于光子和金属表面的自由电子之间会相互作用，金属表面的自由电子受到入射光子后会激发出一种震荡状态，这种震荡状态的波将就叫做表面等离子体波，这种波会随着离开物质表面距离的增大迅速衰减。换为普通人理解即一道光打在金属表面会有类似球体落在地上的回弹反应，国产光刻的原理即为利用这道回弹衰减的波进行光刻，在原理上这就不在受到传统衍射极限的限制。

光电研究所走的高分辨、大面积的技术路线采用365nmDUV紫外光的光刻机只需要几万元一只的汞灯即可，这也就意味着整机的成本价在百万元－千万元之间，成本不会太高，而性能则在DUV和EUV之间，这样的效益对于需求量大的半导体芯片制造业来说意义重大。此次中国中科院光电技术研究所承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨率装备研制”没有沿用目前世界主流（例如ASML光刻机）的光刻技术，而是采用新的光刻原理，虽然现阶段该技术还无法应用于我们关心的高端芯片制造行业，但在该原理下，为我国赶超国际领先的光刻技术提供了极大的可能性，称其为在光刻技术这条道路上加速弯道超车一点都不为过。

双向研究光刻技术助力国产光刻机发展

对于很多国人而言，光刻机最近的印象应该就是2018年4月中国向荷兰订购了世界上最先进的一套极紫外光刻（EUV）设备，这是目前最昂贵和最先进的芯片生产工具，单价达到1．2亿美元，目前已经交付给中国企业。在当初一度引发轰动，很多人认为多年来发展“中国芯”最大的技术难关得到的解决。其实这主要源于我们在上世纪就已经开始发展光刻技术，虽然技术与顶尖技术总是相差几代，但差距并不大，在加上日前电子科技产品发展速度迅捷，技术壁垒下阻止国内光刻技术的发展远远达不到数十年之久，所以禁售在时间的推移下也就不攻自破。

通过我们上述的技术解析，其实我们已经对此次国内研制的超高分辨率光刻机的成功验收有了一次初步的认识，不难看出，我国并没有因为国外先进光刻机的购入而将自主研发停滞不前，而是齐头并进，选择双向发展的道路。既购入国外采用先进光科技术的光刻机作为芯片研发的保证，也在不断深耕属于我们自己的全新的技术原理，打造属于国人自己的国产光刻机。两种截然不同的技术原理恰恰说明了这一点，虽然我们再很多领域都仍处于落后西方的状态下，但没有任何一个人说过放弃，一直都始终坚持着相关领域的摸索和发展，相信在不久的未来，我们不仅能够打造出属于我们自己的顶尖高科技芯片，而且能够将中国制造的光刻机作为国际领先标准远销海外。

（作者：刘国亮）

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