《科创板日报》8月15日讯(记者郭辉)据杭州市余杭区官方信息平台“余杭发布”消息,日前,该区一重点项目——首台国产商业化电子束光刻机进入应用测试。
据浙大量子研究院相关团队负责人介绍,其自主研发的新一代100kV电子束光刻机“羲之”正式走向市场,专攻量子芯片、新型半导体研发的核心环节,无需传统光刻所需的掩膜版,可通过高能电子束直接在硅基上写电路,精度达到0.6纳米,线宽8纳米,比肩国际主流设备。
“国之重器”取得技术突破并走向市场,在令人欣喜之余,也有半导体业界及学界人士告诉《科创板日报》记者,市场及公众对于此项创新,及其对行业的影响,仍需科学、理性看待。
据了解,电子束光刻早在上世纪80年代提出,用于替代光学光刻技术。电子束光刻具有超高分辨率和灵活作图的优点,可直写无需掩模。
电子束曝光系统的加速电压一般是10-100kV,加速电压越高,分辨率越高。从这一指标来看,“羲之”的刻写精度已做到技术先进。
然而至今为止,电子束光刻仍无法完全替代光学曝光。
芯率智能董事会秘书兼战略发展相关负责人方亮接受《科创板日报》记者采访表示,尽管理论可行,但在工业领域,电子束光刻机不代表任何EUV替代路线。
复旦大学微电子学院教授、原集微创始人包文中表示,电子束光刻对研发阶段是非常有用的光刻技术,但是最大的问题还是量产效率。
据包文中介绍,对于高斯束电子束光刻机,如果是12寸晶圆需要大概1个月才能写完;如果采用高端的VBS(Variable Beam shape,形状可变光束)做100nm级别,几乎也需要1天左右;如果采用更高级的Multi-beam (多光束)电子束光刻,这个速度就很快了,一个小时可以写1片左右。
不过对比来看,“光学光刻机1小时就能完成几十片——甚至上百片晶圆刻写,二者效率有接近3个数量级的差距”。包文中表示,因此业内目前采用一个折中方法,即小的图形细节用电子束光刻,大的线条就用常规的光学光刻机,以此提升效率。
生产效率问题,在很大程度上限制了电子束光刻的应用场景。
据了解,电子束光刻在工业界常用于130nm及以下制程的掩膜版制造。据方亮表示,电子束光刻还适合用于企业早期预研或机构科研,但对晶圆厂量产不会有影响。
电子束光刻要想突破生产效率瓶颈,其技术路径非常明确,即实现多电子束并行方案。
“一束慢?那就堆十束。”不过据芯率智能董事会秘书兼战略发展相关负责人方亮观察,这一方案研发进展总体还是比较慢。另外,电子束光刻配套的工艺与光学光刻也有差异,且还涉及电子束光刻胶等复杂问题。
关于浙大量子研究院相关团队的电子束光刻机“羲之”,复旦大学微电子学院教授、原集微创始人包文中表示,在国外高端电子束光刻设备对中国禁运的背景下,“羲之”作为一种研发型设备实现国产化,对当前半导体产业发展具有重要意义。
据“羲之”研发团队透露,此类设备受国际出口管制,国内顶尖科研机构和企业长期无法采购,“羲之”的落地彻底打破这一困局,目前已与多家科研机构展开接洽。