新华社成都11月29日电（记者董瑞丰、吴晓颖）国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”29日通过验收。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米，结合双重曝光技术后，未来还可用于制造10纳米级别的芯片。
中科院理化技术研究所许祖彦院士等验收组专家一致表示，该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。项目在原理上突破分辨力衍射极限，建立了一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线，绕过国外相关知识产权壁垒。
光刻机是制造芯片的核心装备，我国在这一领域长期落后。它采用类似照片冲印的技术，把母版上的精细图形通过曝光转移至硅片上，一般来说，光刻分辨力越高，加工的芯片集成度也就越高。但传统光刻技术由于受到光学衍射效应的影响，分辨力进一步提高受到很大限制。
为获得更高分辨力，传统上采用缩短光波、增加成像系统数值孔径等技术路径来改进光刻机，但技术难度极高，装备成本也极高。
项目副总设计师胡松介绍，中科院光电所此次通过验收的表面等离子体超分辨光刻装备，打破了传统路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，具有完全自主知识产权，为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性领域的跨越式发展提供了制造工具。
据了解，这种超分辨光刻装备制造的相关器件已在中国航天科技集团公司第八研究院、电子科技大学、四川大学华西医院、中科院微系统所等多家科研院所和高校的重大研究任务中得到应用。
延申：EUV光刻技术
EUV光刻采用波长为10-14纳米的极紫外光作为光源，可使曝光波长一下子降到13.5nm,它能够把光刻技术扩展到32nm以下的特征尺寸。
根据瑞利公式（分辨率=k1·λ/NA），这么短的波长可以提供极高的光刻分辨率。换个角度讲，使用193i与EUV光刻机曝同一个图形，EUV的工艺的k1因子要比193i大。k1越大对应的光刻工艺就越容易；k1的极限是0.25，小于0.25的光刻工艺是不可能的。从32nm半周期节点开始（对应20nm逻辑节点），即使使用1.35NA的193nm浸没式光刻机，k1因子也小于0.25。一次曝光无法分辨32nm半周期的图形，必须使用双重光刻技术。使用0.32NA的EUV光刻，即使是11nm半周期的图形，k1仍然可以大于0.25。
值得指出的是，EUV光刻技术的研发始于20世纪80年代。最早希望在半周期为70nm的节点（对应逻辑器件130nm节点）就能用上EUV光刻机。可是，这一技术一直达不到晶圆厂量产光刻所需要的技术指标和产能要求。一拖再拖，直到2016年，EUV光刻机仍然没能投入量产。晶圆厂不得不使用193nm浸没式光刻机，依靠双重光刻的办法来实现32nm存储器件、20nm和14nm逻辑器件的生产。不断延误，对EUV技术来说，有利也有弊。一方面，它可以获得更多的时间来解决技术问题，提高性能参数；另一方面，下一个技术节点会对EUV提出更高的要求。EUV光刻技术的发展能否赶得上集成电路制造技术的要求？这仍然是一个问题。当然，EUV光刻技术的进步也是巨大的。截止2016年，用于研发和小批量试产的EUV光刻机，已经被安装在晶圆厂，并投入使用。
EUV光刻所能提供的高分辨率已经被实验所证实。光刻机供应商已经分别实现了20nm和14nm节点的SRAM的曝光，并与193i曝光的结果做了对比。显然，即使是使用研发机台，EUV曝光的分辨率也远好于193i。14nm节点图形的曝光聚焦深度能到达250nm以上。
光刻技术是现代集成电路设计上一个最大的瓶颈。现cpu使用的45nm、32nm工艺都是由193nm液浸式光刻系统来实现的，但是因受到波长的影响还在这个技术上有所突破是十分困难的，但是如采用EUV光刻技术就会很好的解决此问题，很可能会使该领域带来一次飞跃。
但是涉及到生产成本问题，由于193纳米光刻是目前能力最强且最成熟的技术，能够满足精确度和成本要求，所以其工艺的延伸性非常强，很难被取代。因而在2011年国际固态电路会议(ISSCC2011)上也提到，在光刻技术方面，22/20nm节点主要几家芯片厂商也将继续使用基于193nm液浸式光刻系统的双重成像（doublepatterning）技术。
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本帖最后由 leeseries 于 2018-11-30 01:58 编辑 ]
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