首臺國產商業化電子束光刻機啓動應用測試 業內：效率仍待突破 並非EUV替代路線

《科創板日報》8月15日訊（記者 郭輝） 據杭州市餘杭區官方信息平臺“餘杭發佈”消息，日前，該區一重點項目——首臺國產商業化電子束光刻機進入應用測試。

據浙大量子研究院相關團隊負責人介紹，其自主研發的新一代100kV電子束光刻機“羲之”正式走向市場，專攻量子芯片、新型半導體研發的核心環節，無需傳統光刻所需的掩膜版，可通過高能電子束直接在硅基上寫電路，精度達到0.6納米，線寬8納米，比肩國際主流設備。

“國之重器”取得技術突破並走向市場，在令人欣喜之餘，也有半導體業界及學界人士告訴《科創板日報》記者，市場及公衆對於此項創新，及其對行業的影響，仍需科學、理性看待。

據瞭解，電子束光刻早在上世紀80年代提出，用於替代光學光刻技術。電子束光刻具有超高分辨率和靈活作圖的優點，可直寫無需掩模。

電子束曝光系統的加速電壓一般是10-100kV，加速電壓越高，分辨率越高。從這一指標來看，“羲之”的刻寫精度已做到技術先進。

然而至今爲止，電子束光刻仍無法完全替代光學曝光。

芯率智能董事會秘書兼戰略發展相關負責人方亮接受《科創板日報》記者採訪表示，儘管理論可行，但在工業領域，電子束光刻機不代表任何EUV替代路線。

復旦大學微電子學院教授、原集微創始人包文中表示，電子束光刻對研發階段是非常有用的光刻技術，但是最大的問題還是量產效率。

據包文中介紹，對於高斯束電子束光刻機，如果是12寸晶圓需要大概1個月才能寫完；如果採用高端的VBS（Variable Beam shape，形狀可變光束）做100nm級別，幾乎也需要1天左右；如果採用更高級的Multi-beam （多光束）電子束光刻，這個速度就很快了，一個小時可以寫1片左右。

不過對比來看，“光學光刻機1小時就能完成幾十片——甚至上百片晶圓刻寫，二者效率有接近3個數量級的差距”。包文中表示，因此業內目前採用一個折中方法，即小的圖形細節用電子束光刻，大的線條就用常規的光學光刻機，以此提升效率。

生產效率問題，在很大程度上限制了電子束光刻的應用場景。

據瞭解，電子束光刻在工業界常用於130nm及以下製程的掩膜版製造。據方亮表示，電子束光刻還適合用於企業早期預研或機構科研，但對晶圓廠量產不會有影響。

電子束光刻要想突破生產效率瓶頸，其技術路徑非常明確，即實現多電子束並行方案。

“一束慢？那就堆十束。”不過據芯率智能董事會秘書兼戰略發展相關負責人方亮觀察，這一方案研發進展總體還是比較慢。另外，電子束光刻配套的工藝與光學光刻也有差異，且還涉及電子束光刻膠等複雜問題。

關於浙大量子研究院相關團隊的電子束光刻機“羲之”，復旦大學微電子學院教授、原集微創始人包文中表示，在國外高端電子束光刻設備對中國禁運的背景下，“羲之”作爲一種研發型設備實現國產化，對當前半導體產業發展具有重要意義。

據“羲之”研發團隊透露，此類設備受國際出口管制，國內頂尖科研機構和企業長期無法採購，“羲之”的落地徹底打破這一困局，目前已與多家科研機構展開接洽。