前言
众所周知,在半导体制造领域,光刻机的地位那是毋庸置疑的老大。
这项技术直接决定了芯片制造的精度和效率,是现代科技和工业的重要基石。
可惜的是,长期以来,全球光刻机市场由西方荷兰的一家公司所主持。
他们几乎垄断了最先进的光刻设备,尤其是在极紫外(EUV)光刻机领域,还处处封锁东方的芯片技术,简直其心可诛。
好在,清华大学团队在近段时间又突破了一项关键光刻技术,让中国芯片的崛起,又往前迈了一大步。
光刻机
中国光刻机
中国的光刻技术起步虽然跟人家没法比,可发展却不是一般的迅速。
最早在上世纪90年代,国内的光刻技术相较于日本和欧美先进国家差距较大。
特别是在光刻机设备的制造和精度控制上。
后来,随着中国经济的快速增长与科技进步,光刻技术的突破也开始逐步推进。
早在2007年,上海微电子便成功研发出了90nm的DUV光刻机。
尽管仍面临着技术零部件的瓶颈,但这一突破标志着中国在光刻机技术上的起步。
光刻机
随着全球芯片制造要求不断提升,中国的光刻技术不断突破瓶颈。
上海微电子的28nm光刻机已经成功投入市场,部分国内厂商也开始使用此设备进行大规模生产。
更令人振奋的是,中国已经开始试生产7nm芯片。
虽然成本较高,但这一成果展示了中国光刻技术不断接近世界先进水平的潜力。
与此同时,上海光机所研发的新型光源技术也在不断创新,避开了国际技术封锁,迈出了重要的一步。
然而,中国光刻技术的道路并非一帆风顺。
随着美国及其盟国,对中国实施的技术封锁越来越严,咱们面临了巨大的技术壁垒和设备进口限制。
西方的制裁
这些制裁,使得中国在高端光刻机设备的制造上陷入困境。
好在,在这种压力下,中国的科研团队和工程师们展现出了非凡的韧性。
面对“卡脖子”现象,中国不仅在国内加大研发投入,还积极寻求技术创新,力求实现自主可控。
在半导体制造的复杂流程中,光刻机是实现高精度芯片的关键设备,所有芯片的设计只有通过它的手,才能安然无恙的照搬到载体上。
与此相对应,光刻胶则是这一过程中的“心脏”材料。
作为半导体行业中所著名的“黑色黄金”,其品质的好坏将直接影响着芯片制造的精度、良率和可靠性。
光刻胶的核心作用是承载设计图案。
光刻胶的工作原理
经过光刻机曝光后,按照不同的制程要求,在芯片表面形成高精度的微米或纳米级图案。
可以说,光刻胶的“数值”就决定了芯片的生产能力和最终品质。
它的质量不仅要满足光刻过程中的高精度要求,还必须能够承受不同制程下,反应和成膜特性。
特别是在使用极紫外(EUV)光刻技术时,光刻胶的需求更加苛刻。
因为EUV光刻机利用极短的波长进行曝光,对光刻胶的吸收、反应机制和抗缺陷能力提出了更高的挑战。
芯片
长期以来,光刻胶的研发和生产,一直被少数国际巨头所垄断,尤其是日本企业在高端光刻胶领域的主导地位。
日本的JSR、东京应化、信越化学、富士电子等四大企业几乎掌控了全球80%以上的市场份额。
特别是在EUV光刻胶的生产上,这些企业的技术壁垒更是难以逾越。
然而,这种垄断格局正面临挑战。
报道
清华取得光刻技术新突破
随着中国在半导体领域不断取得技术突破,咱们的国产高端光刻机也在不断的迈步。
7月23日,清华大学化学系的许华平教授团队,在EUV光刻胶领域取得了重要突破。
该团队开发出一种基于聚碲氧烷(Polytelluoxane,PTeO)的新型EUV光刻胶材料。
这一新型光刻胶的研发成果,标志着中国在极紫外光刻领域迎来了突破性的进展。
这项技术的创新之处在于,PTeO材料能够解决目前主流EUV光刻胶,在多个方面存在的技术缺陷。
跟以往的光刻胶相比,PTeO光刻胶的吸收效率显著提高。
光刻机工作原理
也就意味着其能够更有效地吸收EUV光源的能量,从而提高曝光过程中的精度和效率。
其次,这种新型光刻胶在反应机制上进行了优化。
不仅有效减少了曝光过程中,可能产生的缺陷,而且能够更好地控制光刻胶的成膜和显影过程,使得芯片的图案更加精确、稳定。
与此同时,PTeO光刻胶在缺陷控制方面也表现出了极大的优势。
在光刻过程中,光刻胶的均匀性和抗缺陷能力,对于最终的芯片质量至关重要。
清华大学团队通过调整材料的分子结构,有效减少了EUV曝光后光刻胶表面,可能出现的各种缺陷。
如线宽不均、材料沉积不均等问题,极大地提升了芯片的成品率。
中国芯片
这一突破意味着,中国在EUV光刻胶的研发上已具备与国际先进水平竞争的能力。
尽管目前该技术仍处于实验室阶段,距离商用化尚需一定的时间,但其科研价值和长远意义已不可忽视。
PTeO光刻胶的成功研发为中国的光刻机制造产业链提供了新的希望,也为中国未来的光刻机设备自主化提供了重要的支撑材料。
信源:清华大学 2025年7月23日关于“清华团队合作开发出理想的极紫外(EUV)光刻胶材料”的报道
信源截图
结语
随着清华大学团队在EUV光刻材料领域取得的突破,中国已经走上了自主光刻机制造的快车道。
回顾过去,中国的光刻技术虽然起步较晚。
却凭借不断的科研创新和国家政策的支持,已经在全球光刻技术领域取得了显著成绩。
如今,中国在自主光刻机的研发上已经走得越来越远。
甚至距离超越荷兰、成为全球第三大光刻设备制造国的目标,已经触手可及。
未来,中国将在EUV光刻胶的自主研发基础上,继续推动光刻机技术的不断创新,缩小与荷兰、美国等国的差距。
正如中国在其他高科技领域的崛起一样,在光刻机制造领域的突破必将成为中国科技发展的新高峰。
向这些辛劳的工作者们致敬!