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15W、90%国产件:中国EUV光源样机亮相,量产还要等三五年

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一台EUV光源样机,输出功率超过15W,零部件国产化率90%,连续运行超过100小时。这是中国初创公司朗道矽力(Langdao Silex)在第26届中国国际工业博览会上展出的原型机。据TrendForce援引多方消息,这家公司还需要三到五年才能把技术商业化。


先泼一盆冷水:光源不等于光刻机。一台完整的EUV扫描仪,需要收集与照明光学系统、高精度多层反射镜、晶圆台与掩模台、套刻精度控制以及整机集成,而这些设备背后是一条在中国几乎还不存在的独立供应链。所以即便朗道把光源功率做到量产级别,也不意味着中国很快就能造出自己的EUV光刻机。

这台样机到底做到了什么

朗道矽力成立于2024年,创始团队来自清华大学气体放电等离子体实验室。其FlintNano LPP-OXXO系统采用激光等离子体(LPP)技术,用高能激光脉冲轰击微小的加热金属液滴,产生极高温等离子体,从而辐射出EUV光。这与ASML现代光源的技术路线一致。

按公司公布的规格:

  • 驱动激光功率1000W,工作频率1kHz至20kHz
  • 转换效率超过2%
  • EUV输出超过15W,亮度达100 W/(mm²·sr)
  • 等离子体直径60μm,étendue为1×10⁻³ mm²·sr
  • 连续运行超过100小时,等离子体稳定性3% RMS,EUV输出功率稳定性5%

这些指标适合半导体曝光实验,但距离大批量芯片生产还差得远。不过对一台前置量产阶段的光源来说,100小时以上的可用性已经相当可观——只是这个数字目前无法验证。

朗道还在开发FlintMicro-LPP高功率EUV光源,据报道已完成原理验证,但公司没有披露其输出功率、转换效率和运行寿命。

15W这个数字,得打个问号

纸面上看,朗道的EUV光源输出与西方和日本设备厂商最早期的EUV光源相当。但有个关键前提:朗道似乎是在等离子体处测量EUV功率,而不是像ASML那样在收集镜之后或中间焦点处测量。

作为参照,ASML早期的EUV验证设备在2007年使用约10W的中间焦点DPP光源;Cymer的LPP光源装在早期NXE:3100系统上,2012年晶圆曝光时输出最高11W。到2013年,Cymer在长时间运行中演示了约40W的中间焦点功率。日本的Gigaphoton在2013年首台原型机目标为25W,2014年初演示了43W,2014年底在10分钟测试中达到118W。

但这些历史数据涉及不同的测量条件和运行时长,直接比较极不准确。更关键的是,朗道没有披露其15W的EUV输出究竟在哪里测量。如果这个数字代表等离子体处产生的辐射,而非中间焦点处交付的功率,那么按行业标准测量,这台光源的可用输出会远低于15W。

作为对照,早期NXE:3400系列设备的中间焦点光源功率为125W至150W,而这还远远不够大批量制造使用。ASML在2018至2019年才推出250W级EUV光源用于商业生产,此后又实现了更高输出。提升输出需要更强的CO₂激光、高精度锡液滴发生器、有效的碎屑缓解、耐用的收集镜,以及大幅提升的长期可靠性。

ASML与Cymer用了大约六年时间,才把LPP EUV光源的中间焦点输出从11W提升到125W至150W。按这个节奏,朗道的LPP光源在未来三到五年内,除了开发工具之外派不上别的用场。

90%国产化,口径没说清

朗道声称原型机90%的零部件来自国内,大部分关键部件在中国开发。但公司没有解释这个国产化数字是按零部件数量、价值还是其他口径计算的。其代表据称也承认,提高EUV输出和改善长期运行稳定性,是商业化道路上必须达成的目标。

即便没有完整的EUV扫描仪,朗道的光源也可以支持EUV光刻胶开发、掩模检测研究、EUV收集与照明光学开发,以及最终的实验性曝光测试。但就目前这次发布而言,中国距离造出自己的EUV光刻机,并没有明显更近一步。

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