导语：哈尔滨工业大学的突破，能否带来真正的“国产光刻机”时代？
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。
自2008年以来，赵永鹏一直致力于放电等离子体EUV光源的研发。此次获奖表明他的团队可能在这一领域取得了新的进展。针对媒体的采访请求，赵永鹏表示拒绝。
中国的其他研究团队也在积极开展极紫外（EUV）光源的研究，并采取了多种技术路径。
中国科学院上海光学精密机械研究所的一支团队在2023年12月的《激光与光电子学进展》期刊上发表了其在激光产生等离子体（LPP）方法方面的研究成果。
与此同时，广东湾区航天信息研究院的宣洪文教授团队则聚焦于提升激光诱导放电等离子体（LDP）EUV光源的输出功率和转换效率，并于2023年4月在《中国激光》期刊上发表了相关研究。
此外，清华大学正在牵头建设一项重大国家科研基础设施项目——SSMB-EUV（基于存储环和自由电子激光的极紫外光源），预计未来将为光刻机提供重要的光源支持。
除了核心的光源系统，制造完整的光刻机还需要高精度组件，例如反射镜。2023年10月17日，美国商务部更新了半导体设备出口限制，对光刻机组件的精密度设定了具体限制。2024年，美国进一步修订了出口管控政策，将EUV掩膜版和用于制造过程的刻蚀机也纳入了管控范围。
2024年1月，赵永鹏教授的研究团队与中国科学院上海光学精密机械研究所张俊勇团队合作，在EUV光的控制与聚焦方面取得了新进展。这些突破可能标志着中国迈向掌握光刻技术的漫长征程的第一步。（SCMP）
