如何看待长春光机所 EUV 光刻机进展？ 第1页

事件背景：

极紫外光刻机（EUV）的进展 :

1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所在2016年验收了原理技术样机，在近两年会下线第一台验证机。

光刻机的两大核心部件为双工件台和曝光系统。

清华大学朱煜教授带领的团队在2014年研发出工件台样机，掩模台/硅片台同步扫描指标实测达到MA：2.2nm、MSD:4.7nm，

【使中国成为第二个掌握此技术的国家[惊喜]。】

随后依托该技术产业化成立华卓精科向市场推出商用光刻机双工件台产品。

另外在EUV曝光系统方面，长春光机所于【2002年】研制国内第一套EUV光刻原理装置，于2016年成功研制了波像差优于0.75 nm RMS 的两镜EUV 光刻物镜系统，2017年32nm线宽的13.5nm极紫外光EUV光刻曝光系统通过验收。科益虹源在2018年成功商用的浸没式193nm准分子激光器。

其它核心器件技术方面，依托浙江大学研发团队的启尔机电推出了可用于最高11nm制程浸没式光刻机的浸液系统。中微半导体也推出用于5nm制程蚀刻机。南大光电研发出193nm光刻胶。华为自研EDA已进行7纳米验证。

2.极紫外光源方面，哈尔滨工业大学方面负责的DPP-EUV光源已经到了接近12* W的水平，基本可以支持中国科学院长春光学精密机械与物理研究所完成-套一小时曝光60-70片12英寸晶片极紫外光刻机验证机。

3.在光刻机物镜方面由北京某企业负责的物镜超精密加工机床也通过了验收。

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三篇文章大家自己体会。。。光源也许可以买德国人的(现在ASML的EUV光源是德国通快独家供货和美国cymer无关)，但哈工大也在研发！【2021.06.28更新，德国通快的EUV光源模块里也有美国大通技术，看来是绕不开了】

这里有个前提：

2017年10月4日 – 通快公司宣布收购美国华盛顿州靠近西雅图的爱福莱特市的Access Laser（大通激光）的85%的股份。Access Laser是一个从事生产高精度低功率CO2激光器的制造商，其生产的激光器用在尤其是在EUV光刻中制造微芯片。此次并购让TRUMPF成功地把一个关键供应商整合到EUV科技供应链当中。

【通快本身就会搞激光器，不知道通快给ASML的光源里是否还有Access Laser（大通激光）的技术。如果通快现在自己也能造了，可以避开美国技术，那么供货不成问题。】

其一：德国光源巨头通快公司和长春光机所合作！

全球激光巨头德国通快公司与长春光机所签订合作项目

作者：时光机器猫 【2015-01-20】来源: 网易（报道时间是2015。。。）

OFweek激光网讯：日前，全球最大的激光企业--德国通快集团（TRUMPF，简称“通快”）与长春光机所发光学及应用国家重点实验室佟存柱研究员团队签订了为期两年的研究开发合同，这也是通快公司首次与中国研究机构进行合作，并全额出资进行研发。 2015年3月，在长光所国际合作处的邀请下，通快公司研发主管Berthold Schmidt博士访问长春光机所并为双方合作奠定基础。Berthold博士对双方的合作评价说“这是一次激动人心的合作，重要的是双方找到了共同的兴趣点；除了技术层面，这也是文化层面的一次合作，这是通快第一次与一家中国研究所进行项目合作研究。”他们也坚信“长春光机所是非常优秀的合作伙伴。”该项目在德国"工业4.0"和"中国制造2025"的大背景下，为双方的长期合作开启了新的篇章。 德国通快集团是全球制造技术领域的主导企业之一，1923年成立至今，已具有90多年辉煌历史。通快集团总部位于德国斯图加特市附近的迪琴根(Ditzingen)，在工业激光及激光系统领域是技术及市场的全球领导者，是全球机床制造的领军企业，在全球拥有五十多家子公司，2014-2015财务年度销售额达29亿欧元。

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其二：德国通快是ASML唯一EUV光源供货商，量产EUV光刻机的光源并不是美国Cymer提供的。

激光技术助力EUV光刻：ASML、通快携手共进。

为强化光刻技术，ASML于2012年收购全球知名准分子激光器厂商Cymer，以加强光刻机光源设备及技术；三年后的2015年，ASML向通快订购了15台EUV光刻工具。自那以后，EUV光刻业务成了通快发展的重心之一，2016年至今的历年财报均强调EUV业务为通快集团业务作出了重大贡献，近两年通快更是指出只有EUV和电子产品业务实现了逆势增长。2017年，通快宣布成功收购Access Laser 85％的股权，后者建立早期专注研发CO2激光器，利用在定制激光器方面的强大知识，于2012年成为EUV市场的核心供应商。收购完成后，通快迅速加强EUV相关设备研发，一举成为ASML EUV光刻机光源的独门供应商。

EUV光刻是光刻机发展的第五代技术，也是目前最先进的技术。前四代光刻机使用都属于深紫外光（准分子激光器产生UV激光束），但在摩尔定律的推动下，半导体产业对于芯片的需求已经发展到5nm，甚至是3nm，浸入式光刻面临更为严峻的镜头孔径和材料挑战。可将最小工艺节点推进至5nm、3nm的第五代 EUV光刻机成了半导体行业不可或缺的重磅武器。

EUV光刻最大的挑战之一是如何产生波长极短的13.5nm的光。为实现这一点，荷兰ASML（光刻系统制造商）、德国Zeiss（镜头制造商）和德国Trumpf（光源制造商）紧密合作，通过多年努力最终研制出每秒可加工100多个晶圆的独一无二的CO2激光系统。这套系统的工作过程为：锡发生器每秒发射5万滴锡珠，通过真空室并被激光脉冲击中。当激光脉冲击中锡珠时，锡珠被电离并产生高强度的等离子体，同时发出波长为13.5nm的EUV光。随后收集器收集EUV光，并通过反射镜将其输送到光刻机上，对晶圆进行雕刻。

为了产生能使锡珠电离的激光脉冲，德国通快集团基于其二氧化碳激光技术开发了一套独一无二的激光放大器。在五个放大阶段中，该设备可提升一个较弱的激光脉冲超过10000次，输出的激光脉冲超过3万瓦的平均脉冲功率，脉冲峰值功率可以高达为几兆瓦。

EUV光刻市场的机遇为通快集团业绩提供了有力支撑。通快2019/20财年年报显示，有关EUV应用的销售额同比增长了近20％，达4.6亿欧元。随着市场对EUV光刻需求的进一步提升，2020/21财年，通快EUV市场销售还将进一步增长。

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其三：通快官网最新信息

德国通快(Trumpf)给asml 提供euv光刻机的EUV激光光源。

EUV 光刻是未来微芯片制造方法中的翘楚。多年来，半导体产业一直在寻找符合成本效益并且能批量处理的方法，以便借此在硅晶片上曝光更小的结构。ASML、Zeiss 和通快合作开发了一项技术，用以获得波长为 13.5 纳米的工业用极紫外光 (EUV)：在真空室内，液滴发生器每秒发射 50,000 个锡液滴。每一个液滴被 50,000 个激光脉冲中的一个击中并变为等离子体。由此产生 EUV 光，再通过反射镜将其引到需要曝光的晶片上。用于等离子体辐射的激光脉冲来自通快所开发的脉冲式 CO2-激光系统——通快激光放大器。【从几瓦到 40 千瓦】通快激光放大器将激光脉冲连续放大 10,000 倍以上。

看样子通快不仅生产EUV光源，EUV激光放大器也一起搞！

以上消息2021年05月06日更新。

下面是之前的原回答：

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哈工大已经做出120瓦左右的DPP-EUV光源了，做一个每小时50片的验证机还是没问题的。（这事前后也布局20年了）应该已经交给中科院长春光机所搭建了一个实验光刻平台，之前就传言在测试了，但是DPP功率提高不容易。

2021年是中国半导体产业最黑暗的一年。俗话说得好，黎明前是最黑暗的时刻。今年国产光刻机就能下线，明年就是黎明之时。关注国产EUV光刻机和半导体的朋友可以看看B站UP：一水遮夏

【一水】说起来你可能不信，国产光刻机今年要投产了

这是一水遮夏关于今年年底国产DUV光刻机和纯国产28nm生产线的消息，也包括EUV光刻机动态。

知乎里一片鼓吹全球没有一个国家能单独做EUV，我看了就好笑！EUV光刻机是商业行为，别人不造绝对不可能完全是技术问题，日本早几年就能做可用的EUV光源，但是造EUV光刻机是商业行为，尼康、佳能现在是没钱来做。但中国不同，工信部已经组织了近百家企业成立了【集成电路标准委员会】！中芯国际在北京的中芯京城年内投产一条纯国产28nm生产线，上海微电子提供的DUV光刻机不止能造28nm，改进工艺后多次曝光最高能到7nm。

中国现在是除了荷兰ASML外全球唯一可以做光刻机双工件台的，拿哈工大之前就搞出的120W EUV光源，搭建个EUV实验光刻设备有什么好奇怪的？

我要说的不是中国现在真就能立马量产5nm工艺芯片，而是咱们并不是一穷二白！中国两年之内肯定可以造出成熟的EUV光刻机，我想引用比尔盖茨问特朗普的话，大意是：“你现在拿芯片制裁中国，逼中国去研发，等中国能造了，你拿还什么制裁？”

有人说我推荐股票？我特么自己都不炒股，韭菜思维真的恶心。

产业分析能不讲企业名字？ 说三遍：

我不推荐股票，我自己都不炒股

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我不推荐股票，我自己都不炒股！

日本Gigaphoton公司在2017年就研发出188瓦的LPP EUV光源了，而ASML的实用化EUV光刻机是250瓦功率LPP EUV光源。

中科院上海光机所这篇文章不知为何，我引用了之后就被删了，下面有内容↓

EUV光源实现连续输出140W

发布时间： 2015-03-28 10:08:39 作者：本站编辑 来源： http://industrial-lasers.com 浏览次数：44

日本光刻光源制造商Gigaphoton公司为EUV光刻机设计的激光驱动等离子（LPP）光源样机在占空比50%实现了连续输出140W。而业界普遍认为140W输出功率可以达到EUV光源实现批量生产应用的要求。 实现这一成果是公司不断完善其开发的关键技术的结果，即液滴生成器产生的锡滴直径小于20μm；单波长、固态预脉冲及主脉冲CO2激光器；采用高输出超导磁体和锡蚀刻的碎片移除技术。在占空比为50%实现连续输出功率140W象征着该产业已经接近实现大批量生产应用的EUV光刻机的最后阶段。 公司继续努力研发争取在2015年底实现250W输出。

用于大规模光刻制造的LPP-EUV光源

发布时间： 2017-02-10 12:52:14 作者：本站编辑 来源： 本站原创 浏览次数：110

日本Gigaphoton公司一直致力于研发面向半导体光刻大规模生产（HVM）的激光等离子体极紫外光源（LPP-EUV）。其中包含一些独特的技术特点，诸如高功率短脉冲的CO2激光、短波固态预脉冲激光，以及磁场碎片减缓技术。本文将介绍高功率LPP-EUV光源的核心技术。同时，也将展示最新的性能数据，相应的测试参数为：EUV中间焦点处（IF）的功率188W，在100kHz下有3.7%的转换效率。
1. 前言
　　LPP-EUV光源由于其功率可拓展的特性，成为了13.5 nm光刻技术最被看好的高功率光源解决方案。该光源通过将高功率的CO2激光打在锡液滴上产生13.5 nm波长的光。LPP-EUV工程上的难点集中在，将高功率CO2激光打到锡液滴的过程上，以及收集器镜面的锡残渣减缓。EUV光线发射之后，生成的锡残渣会沉降在收集器的镜面上，致使镜面反射率降低，最终造成光源功率的损失。锡屑沉积可以通过优化管道内的氢气（H2）气流来减缓。然而，氢气流速的增加随之会引入热效应，并将造成激光射击的困难。为了解决该问题，我们研发了双波长射击法，结合了高功率短脉冲的CO2激光和短波长固态预脉冲激光，并且将磁场引入到了残渣减缓的技术中。
2. LPP-EUV光源系统
　　2.1 结构
　　图5展示了我们提出的LPP-EUV光源系统的结构，由驱动激光器、光束传递系统和EUV腔系统三部分组成。驱动激光系统包含CO2激光器和预脉冲激光器。其中CO2激光器是一套主振功率放大（MOPA）系统。该主振荡器包含多个量子级联激光器，一套再生放大器，和一套基于射频放电激发、平板波导和多程放大器的后置放大系统。
　　预脉冲激光和CO2激光束在光束传输系统中被混合起来，并通过EUV腔系统中的对焦单元导入到等离子体态的锡液滴上。锡等离子体产生的EUV光束被收集镜收集起来，并导入到曝光系统中。超导磁场系统位于EUV腔外部，并能在EUV腔内产生高强度的磁场，从而保护收集器镜面不受锡等离子体产生的高速锡离子的影响。此外，该系统配备有若干套射击控制回路，如液滴定位控制、激光光束轴、定时控制器，以确保液滴和激光器间能拥有μm至nm量级的射击精度。

图5 LPP-EUV光源系统结构图
　　2.2 预脉冲技术
　　预脉冲激光技术对于获得高转换效率至关重要。获取高的转换效率是将EUV功率提升至250W水平最合理的方案，该水平是目前可用于大规模生产的目标。图6（a）和（b）分别展示了在CO2激光辐射前经过10 ns（a）和10 ps（b）的预脉冲激光辐射后，锡薄雾的形状。图6（c）展示了在使用10 ps预脉冲激光的情况下经CO2激光辐射后光束的发射情况（上：可见光CCD成像，下：X线CCD成像，EUV成像）。另一方面，经过10 ps预脉冲辐射的液滴是一个穹顶型的靶。该穹顶型的靶通过图6（c）所示的较宽的EUV发射区域，可以带来高的转换效率。图7（a）和（b）展示了在小型EUV光源实验装置中分别使用ns和ps的预脉冲激光条件下，转换效率CE和离子化率的表现。使用ps级别的预脉冲激光技术可以达到超过4.5%的高转换效率。且其离子化率高达超过98%。

　　2.3 磁性残渣减缓技术
　　磁性残渣减缓技术被用于最大化收集镜面的寿命，而图7（b）中所示的高离子化率是该概念的核心参数。预脉冲激光可将液态的锡液滴生成均匀分布的雾状物。EUV光束通过高功率的CO2激光照射锡等离子体而生成。锡离子在超导生成的强磁场的作用下被导向离子捕捉装置。剩余的锡原子沉淀在收集镜面上并被H2气体带走。根据这个概念，几乎所有的锡残渣都可以以离子的形式被强磁场捕获，因此H2气体的流速可以实现最小化。此外，图7（a）所示的高CE可以降低CO2激光器所需的功率。以上这些意味着，高功率的EUV系统运行时，因高功率CO2激光轰击锡液滴带来的气体热效应将被最大程度削弱。
3. 系统性能表现
　　3.1 残渣减缓效果
　　图8所示为最新的收集镜面的锡沉积数据。这些数据来自于在收集镜面表面放置的鉴定板。在（a）和（b）的数据中，锡很明显地在粒子捕捉装置附近的区域沉积。这意味着，锡离子被磁场有效地捕捉到了，且磁性残渣减缓装置运行有效。锡在粒子捕捉装置附近区域的大量沉积，是该处存在逆扩散的原因所致。该现象可以通过图8（c）所示的对捕捉器进行优化得以改进。

图8 收集镜面处锡的沉降率
　　3.2 EUV功率
　　图9（a）所示的是EUV功率和CE随CO2激光功率的变化关系，100kHz，50%周期，无剂量控制。最高的EUV功率可以达到268W，CO2激光功率为22kW，CE为3.5%。我们已经通过使用100mJ脉冲能量的CO2激光，在小型EUV光源实验装置下达到了超过4.5%转化效率。这意味着我们的EUV光源系统有着更进一步的提升空间。图9（b）是加上剂量控制后的长期运行数据。EUV功率达到188W，且具备CO2激光功率控制下的优于0.3%的剂量稳定性（3σ）。运行时间为7小时。在CO2激光功率约为15kW的水平下，平均CE为3.7%。我们的EUV光源系统的功率已经接近大规模生产所需的250W大关。同时，这些数据也支持了我们的技术概念所具备的优点，如双波长轰击技术和磁性残渣减缓技术。

4. 结论
　　我们研制出了适于大规模光刻生产的LPP-EUV光源。展示了例如CO2激光、预脉冲激光和磁性残渣减缓技术等关键性技术。同时也展示了最新的测试数据，获得了中间焦点（IF）处188W的EUV光源功率，在100kHz下拥有3.7%的转换效率。
　　常哲编译自T. Saito, Y. Ueno, T. Yabu, LPP-EUV light source for HVM lithography.Proc. of SPIE Vol. 10254 102541A-1