外網(wǎng)資深網(wǎng)友稱中國有望通過LDP-EUV實現(xiàn)光刻機(jī)換道超車

近日，外網(wǎng)一位自稱臺積電員工，曾在三星、IBM Research、洛斯阿拉莫斯、歐洲核子研究中心、美國宇航局等科技實體工作過的網(wǎng)友發(fā)帖稱，中國有望通過激光誘導(dǎo)放電等離子體(LDP)EUV生成商業(yè)化準(zhǔn)動是光刻技術(shù)的DeepSeek時刻。

春江未暖鴨先知，專業(yè)資深人士很容易通過蛛絲馬跡推測出某項技術(shù)的大致進(jìn)展。這位網(wǎng)名為“博士金（金瑞妍）”的外網(wǎng)網(wǎng)友擁有常人難以擁有的技術(shù)背景，她一定是發(fā)現(xiàn)或得到什么重磅消息才會認(rèn)為我國有望通過“LDP-EUV”技術(shù)路線實現(xiàn)光刻技術(shù)的“Deepseek”時刻。

如果有興趣，只需要搜索國內(nèi)與EUV相關(guān)的技術(shù)專利，就會發(fā)現(xiàn)我國的EUV光刻機(jī)相關(guān)技術(shù)專利已經(jīng)全面覆蓋所有可能實用的技術(shù)路線，如LPP-EUV、DPP-EUV、LDP-EUV、SR、FEL-EUV、SSMB-EUV等技術(shù)路線。這其中前三種技術(shù)路線其實是大同小異，都是由EUV光源、反射鏡、雙工件臺、真空腔等4部分組成，主要區(qū)別在于光源工作原理不一樣。

一、LPP-EUV光源工作原理和優(yōu)缺點

通過高功率激光脈沖轟擊液態(tài)金屬靶材（如錫滴），產(chǎn)生高溫等離子體，釋放波長13.5 nm的EUV光。該技術(shù)是目前主流技術(shù)，被ASML的EUV光刻機(jī)采用，是目前唯一量產(chǎn)的技術(shù)路線。日本尼康正在研制的EUV光刻機(jī)也采用這個技術(shù)路線。

這種EUV光源優(yōu)點是亮度較高，適合高分辨率光刻需求。

有4方面優(yōu)點：

1. 高轉(zhuǎn)換效率：激光能量轉(zhuǎn)換為EUV光的效率較高（約5%）。

2. 低碎屑污染：通過優(yōu)化靶材（如錫滴）和緩沖氣體，減少等離子體碎屑對光學(xué)元件的損傷。

3. 可擴(kuò)展性：通過多路激光并行或高重復(fù)頻率設(shè)計，可提升功率（例如250W以上）。

4. 控制精度高：激光參數(shù)（脈寬、能量）和靶材位置可精確調(diào)節(jié)。

有3方面缺點：

1. 系統(tǒng)復(fù)雜：需要高功率CO?激光器（數(shù)十千瓦級）和精密靶材控制系統(tǒng)，成本極高。

2. 熱管理挑戰(zhàn)：高功率激光導(dǎo)致熱負(fù)載大，需復(fù)雜冷卻系統(tǒng)。

3. 靶材消耗：錫滴需持續(xù)供給，存在靶材殘留清理問題。

二、DPP-EUV光源工作原理和優(yōu)缺點

通過高壓放電在電極間產(chǎn)生等離子體，釋放EUV光。早期EUV光源的主要研究方向，但受限于功率和穩(wěn)定性，逐漸被LPP取代。早期研究和小規(guī)模實驗設(shè)備，目前逐漸被邊緣化。

有2方面優(yōu)點：

1. 結(jié)構(gòu)簡單：無需復(fù)雜激光系統(tǒng)，設(shè)備成本較低。

2. 高瞬時功率：放電產(chǎn)生的等離子體瞬時功率較高。光源功率可以做到250W以上。

有4方面缺點：

1. 電極損耗嚴(yán)重：放電過程中電極材料（如錫或氙）的濺射污染光學(xué)元件，降低系統(tǒng)壽命。

2. 轉(zhuǎn)換效率低：能量轉(zhuǎn)換效率僅約1-2%。

3. 功率瓶頸：難以實現(xiàn)高重復(fù)頻率，長期功率穩(wěn)定性差。光源功率難以做到100W以上。

4. 維護(hù)成本高：頻繁更換電極和清理碎屑增加運(yùn)營成本。

三、LDP-EUV光源工作原理、優(yōu)點和存在的問題

結(jié)合激光和放電技術(shù)，先用放電產(chǎn)生預(yù)等離子體，再用激光進(jìn)一步激發(fā)以提高EUV輸出。若能研制成功，有望集合LPP-EUV和DPP-EUV兩種光源優(yōu)點，削弱這兩種光源缺點，最終做到LPP的高效性和DPP的低成本。

有3方面優(yōu)點：

1. 提升效率提升：激光輔助可提高放電等離子體的能量利用率。

2. 減少碎屑：通過優(yōu)化放電和激光參數(shù)，減少電極材料濺射。

3. 降低成本：相比LPP-EUV，這種光源對激光器的功率要求較低。

存在的問題：

1. 技術(shù)不成熟：尚處于實驗室階段，工程化難度大。

2. 系統(tǒng)復(fù)雜度增加：需同時協(xié)調(diào)放電和激光系統(tǒng)，控制難度高。

3. 功率限制：目前輸出功率仍低于LPP，難以滿足量產(chǎn)需求。需進(jìn)一步研發(fā)突破才有能對LPP-EUV技術(shù)路線形成綜合優(yōu)勢。

從相關(guān)研究論文和技術(shù)專利來看，我國第一代EUV光刻機(jī)最有可能采用LPP-EUV和LDP-EUV兩種技術(shù)路線，并且研究已經(jīng)很深入，很有可能已經(jīng)造出整機(jī)，處于調(diào)試階段。

一旦我國真的率先研制出采用LDP-EUV光源的極紫外光刻機(jī)，將有望憑借更低的使用成本和更低的造價在競爭中領(lǐng)先ASML，達(dá)到“換道超車”的效果。