首台国产商业化电子束光刻机启动应用测试 业内：效率仍待突破 并非EUV替代路线

《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。