中国科学家正在开创极紫外光刻技术（Extreme Ultraviolet Lithography，EUV）开发的新方法，这一技术的进展为大规模生产先进半导体芯片铺平了道路。在当前研究人员努力规避美国严格制裁的背景下，这些突破显得尤为重要。




其中，哈尔滨工业大学的一项研究项目在12月30日举办的“高校及科研院所职工创新成果转化竞赛”中荣获一等奖。




据悉，这支研究团队采用了一种与西方方法完全不同的技术路径来生成EUV激光光源。







根据哈尔滨工业大学官网介绍，这项名为“放电等离子体极紫外光刻光源”的项目由航天学院的赵永鹏教授领导。该项目“具有高能量转换效率、低成本、紧凑体积以及相对较低的技术难度”等优势。




官方报告指出，该光源“能够产生中心波长为13.5纳米的极紫外光，满足光刻市场对极紫外光源的迫切需求”。




在半导体行业中，光刻机是最复杂且最难制造的设备之一。而目前，只有极紫外光刻机能够生产小于7纳米的芯片。当前全球唯一能够制造EUV光刻机的公司是荷兰的ASML公司（阿斯麦）。


美国对中国实施了严格的出口管制，禁止中国获取极紫外（EUV）光刻机及相关技术、软件和组件。自2019年以来，在美国的压力下，ASML（阿斯麦）被禁止向中国出售其最先进的EUV设备。而在2024年1月15日，荷兰宣布进一步扩大对半导体相关产品的出口管制。




ASML的EUV光源技术依赖于利用高能激光轰击液态锡滴，通过产生等离子体来生成极紫外光，这一过程被称为“激光产生等离子体”（Laser-Produced Plasma，LPP）方法。该技术需要高能激光组件和复杂的FPGA芯片控制，而核心技术长期被外国企业垄断。




与之不同，赵永鹏团队采用的是“激光诱导放电等离子体”（Laser-Induced Discharge Plasma，LDP）方法。


在这种方法中，激光首先将少量的锡蒸发成两电极之间的云状物，随后在电极间施加高电压，将能量注入锡云，使其转化为等离子体。生成的高价锡离子和自由电子频繁碰撞并辐射，从而产生极紫外光。




相比LPP技术，LDP方法更为简单、成本更低，且能够直接将电能转换为等离子体，具有更高的能量利用效率。




然而，如何优化放电脉冲的参数和时序仍然是一项重要的技术挑战。此外，一些人担忧LDP方法可能在输出功率方面存在限制。