在“芯片規(guī)則”實(shí)施后,中企全速啟動(dòng)自主化產(chǎn)業(yè)體系的搭建,巔峰時(shí)期全球每新增20家芯片企業(yè),其中就有19家來自國內(nèi),
然而2022年“倒閉”的相關(guān)企業(yè),卻突破了5746家,風(fēng)風(fēng)火火的背后,同樣也隱藏著諸多“隱患”,一切還要?dú)w結(jié)于芯片的全球化屬性,且基于硅基材料打造的電子芯片,真正算起來是美國人發(fā)明的,因此在一些基礎(chǔ)技術(shù)、核心專利上,大部分源自于美企。

即便是壟斷全球市場的臺(tái)積電、ASML、三星等等企業(yè),也無法擺脫含美的技術(shù),才一步步淪為了拜登團(tuán)隊(duì)的“棋子”,而老美主導(dǎo)成立的“芯片四方聯(lián)盟”、“半導(dǎo)體設(shè)備三方協(xié)議”等等,
皆在針對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,試圖將工藝鎖死在14nm上。因此中國半導(dǎo)體要想突出重圍,就必須尋找彎道超車的途徑,
目前中企各方面的技術(shù)均有涉及,唯有高端的EUV光刻機(jī)沒有一點(diǎn)頭緒,作為造芯的核心設(shè)備,是能否突破14nm以下工藝量產(chǎn)的關(guān)鍵。
就在近日應(yīng)用材料公司推出了“電子束測量設(shè)備”,可用于光刻技術(shù)對(duì)芯片的高精度檢測,實(shí)現(xiàn)對(duì)于光刻工藝成本的降低,且多家企業(yè)開始涉足,目前已經(jīng)被證實(shí)有望替代EUV,是否意味著中國的機(jī)會(huì)來了呢?
EUV將被電子束替代?
在光刻機(jī)自由出貨還沒被限制之前,所有的半導(dǎo)體廠商對(duì)ASML是沒有想法的,對(duì)其的重要性也忽略不計(jì),直到“瓦森納條約”的制定,這才讓各大企業(yè)開始“慌神”,隨后就逐步演變成了涵蓋DUV光刻機(jī)的“三方協(xié)議”,日本、荷蘭妥協(xié)了跟進(jìn)老美的新規(guī)。這也直接引發(fā)了全球的不滿,而ASML也因此飽受牽連,各個(gè)國家和地區(qū)紛紛啟動(dòng)芯片自主化產(chǎn)業(yè)搭建,而首先要突破的就是對(duì)于光刻機(jī)的依賴,而電子束技術(shù),就在這樣的“危機(jī)感”之下加速搭建,就連光學(xué)鏡頭蔡司、ASML本身也推出了相關(guān)產(chǎn)品。
在芯片制造層面,電子束硅片直寫(EBL)技術(shù),已經(jīng)被證實(shí)可用于先進(jìn)制程制造,且有望替代EUV光刻技術(shù),同樣對(duì)光學(xué)鏡頭的牽制,也將起到重要的作用。根據(jù)業(yè)內(nèi)專家莫大康的介紹,
目前采用光學(xué)鏡頭的EUV光刻機(jī)極限波長為13.5nm,而采用100KeV電子束之后,波長可以縮減到0.004nm,這樣一對(duì)比起來,就知道優(yōu)勢有多明顯了,是有望打破硅基芯片摩爾定律極限的。

蔡司公司是EUV光刻機(jī)唯一的光學(xué)鏡頭供應(yīng)商,多項(xiàng)頂尖且復(fù)雜的技術(shù)需求,才導(dǎo)致EUV光刻機(jī)產(chǎn)量的不足,而電子束采用的是電子刻蝕,并非采用光源,因此是不需要光學(xué)鏡頭的。因此整體而言,搭載電子束技術(shù)的測量設(shè)備及檢測設(shè)備,不僅能夠有效的控制成本,還能有效的保證芯片的良品率,同時(shí)在精準(zhǔn)度上也將大大提升,
而詳細(xì)的內(nèi)容在《中國電子報(bào)》上就可以獲取。
根據(jù)東方晶源首席技術(shù)官俞宗強(qiáng)介紹,傳統(tǒng)的電子芯片制造,需要電路圖提前進(jìn)行“掩膜”,然后通過設(shè)備光刻成型,若該款電路圖出現(xiàn)問題,整個(gè)批次就都廢了,
而電子束則利用的是“點(diǎn)掃描”技術(shù),可以在同一個(gè)硅片上刻錄不同的芯片,具備有靈活且低成本的優(yōu)勢。中國能否利用電子束技術(shù)反超?
根據(jù)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,光學(xué)檢測的波長,一般維持在200nm-400nm之間,換算下來只能檢測20nm以上的芯片缺陷,相當(dāng)于如今的5nm、3nm芯片,基本就算是“盲檢”了,這才導(dǎo)致在性能提升上極其有限。
而電子束是可以支持20nm以下容易的,能夠精確的捕捉到細(xì)小的缺陷,多位業(yè)內(nèi)專家也表態(tài),要想打破摩爾定律極限對(duì)性能的影響,后續(xù)無論是DUV還是EUV光刻機(jī),都將搭配電子光束設(shè)備。
最新的電子光束測量工具,已經(jīng)被證實(shí)可用于10nm及更低的節(jié)點(diǎn)的缺陷檢測,下一代的技術(shù)升級(jí),將能夠滿足5nm以下的芯片生產(chǎn)需求,但電子束在芯片制造中,同樣也存在致命的缺陷,那就是曝光速度太“慢”,這也是沒能大規(guī)模采用的原因。
速度對(duì)比起來,EUV曝光至少是電子束的20倍,因此電子束刻蝕技術(shù),目前只能用于實(shí)驗(yàn)室小范圍量產(chǎn),雖然應(yīng)用材料公司最新發(fā)布的設(shè)備,在電子束數(shù)量上突破了51束,但相比于EUV光刻機(jī)還是相差甚遠(yuǎn)。因此如果中國半導(dǎo)體想要利用這項(xiàng)技術(shù)趕超歐美,還是需要下點(diǎn)苦功夫的,但對(duì)于小范圍的需求,或許是可以擺脫EUV光刻設(shè)備依賴的,就看后續(xù)技術(shù)的走向如何了。本文來源于
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