苏州极紫外半导体有限公司推出独创三束等离子体耦合 DPP-EUV 光源样机 差异化路线破解国产光刻光源卡脖子难题

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近日,苏州极紫外半导体有限公司正式发布自研三束等离子体耦合 DPP 极紫外(13.5nm EUV)光源工程样机。该技术由哈工大资深 EUV 光源专家深耕 二十余年攻关落地,独创三束耦合发光架构,既绕开海外 LPP 光源海量专利壁垒,又彻底解决传统单束 DPP 功率低、碎屑污染、稳定性差等工业化短板,为国内高端光刻设备提供一条完全自主可控、低成本可落地的全新核心光源方案。 

EUV 光源是先进光刻机的 “心脏”,当前全球商用量产 EUV 仅 ASML 采用 LPP 激光等离子体路线,该方案依赖百千瓦级 CO₂激光器、50kHz 超高重频 锡滴靶材系统,不仅海外核心专利层层封锁,设备造价、厂房基建、长期运维成本居高不下,高频溅射产生大量碎屑持续损耗光学元件,国内短期内难以实现完整自主量产配套。而传统毛细管单束 DPP 方案,长期受限于单发光区功率上限、高热负荷、电极损耗快、光束质量不足等缺陷,仅停留在实验室阶段,无法满足工业光刻连续运行要求。

针对两大主流技术路线的固有痛点,公司团队走出差异化自研路径,创新提出三束等离子体加法耦合发光机制,依托梯度构型电极、纳秒级同步时序控制系统,同步触发三路独立毛细管等离子体融合汇聚,形成大面积环带状发光区, 从底层物理机制实现性能跨越式提升。 

一、自研三束耦合 DPP 对比行业主流 LPP 路线,五大差异化核心优势 

  1. 知识产权完全自主,无专利侵权风险整套技术从放电激励、光收集到腔体结构均为原创,已布局多组核心发明专利,底层原理与 LPP 激光轰击锡滴方案完全区隔,彻底规避海外海量专利封锁,企业可独立开展商业化落地。

  2.  系统架构极简,摆脱重型激光依赖 摒弃 LPP 必备的天价大功率激光器,以高压脉冲电源为核心驱动,整机结构大幅精简,设备体积紧凑,洁净厂房基建投入显著降低。

  3. 低重频低污染,光学部件寿命大幅延长样机仅需 600–1000Hz 低重频即可达到工业级功率,远低于 LPP  50kHz 超高运行频率,靶材消融、金属陶瓷碎屑产出量大幅下降,腔体光学反射镜、掩膜损耗显著减少,长期运维成本大幅降低。

  4. 全供应链国产化配套,不存在外部断供风险光源核心的毛细管、脉冲电源、真空模组、氙气供给单元均可实现国内本土量产,无需依赖海外特种精密零部件,供应链安全可控。

  5. 运维门槛低,适配国内产线迭代节奏无需复杂锡滴靶材循环供给系统,日常维护流程简化,适配国内科研光刻、先进封装、微纳检测、中试级光刻装备多元应用场景,落地周期更快。

二、三束耦合创新方案对比传统单束 DPP,攻克工业化核心瓶颈 

传统单束毛细管 DPP 为提升输出功率只能被迫提升运行频率,进而衍生热堆积、光路漂移、碎屑污染、光束均匀度差等连锁问题,长期无法商用。本次自研耦合方案实现全方位突破: 

  1. 低频率实现高功率输出仅 600Hz 工作频率即可达成工业级输出功率,无需超高重频运行,整机热负荷大幅削减,冷却系统设计难度显著降低;第三方实测显示, 600–1000Hz 区间光源输出功率可达 630–1050W,功率指标对标国际商用 EUV 水平。

  2.  发光面积倍增,光束质量全面升级三路等离子体同步耦合形成环形发光区域,有效发光面积较传统单束方 案提升数倍,光束均匀度、光子收集效率显著优化,满足芯片制造 ±0.3% 能量稳定性严苛工艺标准。

  3. 低杂质、长寿命稳定运行放电受热更均匀,电极与毛细管消融损耗大幅降低,腔体洁净度提升, 设备连续稳定运行寿命可达 1 年以上,满足工业化量产长期工作需求。

据企业第三方整机联调测试数据,样机 1Hz 单次脉冲功率可达 10.5W,核心 13.5nm 特征波长、2% 窄工作带宽、能量稳定性、源洁净度等关键指标均达到工业光刻标准,完全具备与国产 EUV 光学模组、工件台集成配套的工程能 力。 

技术团队由哈尔滨工业大学深耕极紫外光源二十余年的张兴强博士领衔,团队自 2021 年启动 DPP 路线专项研发,先后攻克等离子体时序同步、多束能量耦合、双真空隔离腔体等关键技术,现已围绕耦合发光结构、阵列毛细管放电、侧面高效光收集、双真空光源装置等方向完成多项核心发明专利布局,构建完整自主知识产权护城河。 

项目落地苏州张家港高新区,依托长三角集成电路光学、精密装备完整产业链配套,将同步享受姑苏创新团队无偿扶持、高端设备购置补贴等地方产业政策赋能。目前企业已正式入驻集微网 “芯力量” 半导体投融资平台,面向国内光刻设备、光学器件、精密制造上市公司开放联合研发、战略投资、整机配套合作通道,可同步签订联合开发与优先采购框架协议,共同推进国产 EUV 产业 链协同突破。 

企业披露三步走产业化落地规划:短期持续开展整机长时间老化测试,迭代碎屑抑制系统,夯实光源长期稳定性能;中期联动国内 EUV 反射镜、真空、精密运动平台供应商,配合本土供应链搭建国产 EUV 光刻原理原型机;长期汇聚行业顶尖人才,协同产学研资源配合完成完整自主可控 EUV 光刻整机研 发,填补国内高端光刻装备产业化空白。 

行业分析表示,当前国内 EUV 赛道研发高度集中于 LPP 路线,本次三束耦合改良 DPP 光源工程样机落地,补齐国内 EUV 多元化技术布局,形成与 LPP 路线互补的国产技术方案,大幅降低国内先进光刻研发的资金、供应链、专利门槛,为国内科研院所、设备厂商提供低成本、高自主度的核心光源选择,加速我国半导体高端装备自主可控进程。

责编: 爱集微
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