首先,澄清一点,清华并没有自主研发光刻机。只是报告了一种新型粒子加速器光源 “稳态微聚束”(SSMB)的首个原理验证实验。清华物理学教授唐传祥表示,基于SSMB的EUV光源有望解决自主研发光刻机中最核心的卡脖子难题。其次,SSMB技术适用于EUV光刻机的光源系统,这就为国产EUV光刻机需要的光源提供了技术支撑。最后,回到题主的问题,最受益的自然是研发光刻机的单位。下面详细了解一下。
根据清华大学工程物理系唐传祥研究组与合作团队在《自然》上发表的研究论文《稳态微聚束原理的实验演示》中可以看到。SSMB工作原理就是利用一定波长的激光操控位于储存环MLS内的电子束,使电子束绕环一整圈后形成精细的微结构,也即微聚束。然后,微聚束在激光波长及其高次谐波上辐射出高强度的窄带宽相干光。
原理听起来很简单,但过程却不简单。首先需要将电子束送入一个环形加速器。而电子在这个环形加速器中运行时,加速器的磁场会让电子在改变运动方向的同时,释放同步辐射。而这个辐射会因为衰减而产生辐射阻尼。辐射阻尼会使电子振幅越来越小,这就让电子束流的尺寸也变得原来越小。这个缩小的电子束流就是微聚束。微聚束的波长在激光波长范围时,就会辐射出高强度的窄带宽相关光。
在芯片制造领域,大家都知道光刻机是不可缺少的高精密核心装备,芯片的制程工艺和光刻机的曝光分辨率有很大关系,而光刻机的曝光分辨率又和光源的波长息息相关。50多年来,光刻机企业都在不断缩小光刻机光源的波长,现在ASML最先进的EUV光刻机采用的是13.5nm的极紫外光。它采用的是高能脉冲激光轰击液态锡靶,形成等离子体然后产生波长13.5纳米的EUV光源,功率约250瓦。
众所周知,5nm及以下的芯片必须要极紫外光的EUV光刻机才能完成。现在唐传祥研究组研发的SSMB技术,可以通过稳态微聚束的电子流可以激发窄带宽相关光。这个光源的波长可覆盖从太赫兹到极紫外EUV波段。也就是说,它有可能成为EUV光刻机光源的新技术。
同时,基于SSMB技术的光源,拥有高功率、高 重频、窄带宽的特点。而这些特点也正是EUV光刻机希望提升的地方。EUV光刻机光源的功率越高,芯片刻录速度就越快。光源波长越短,芯片工艺的纳米数可以做到越小。所以,SSMB可以为国产EUV光刻机垫定技术基础,为解决卡脖子问题又迈进了一步。但要真正获得成功,还需要上下游产业链的配合。
既然SSMB的技术原理主要利好光刻机的光源,受益单位自然也就这些生产光刻机的企业。以下这些企业都是中国生产光刻机相关的企业。
虽然SSMB有利于这些企业,但是还需要时间将技术转化生产力。
这次清华大学工程物理系唐传祥研究组发布的SSMB技术,是EUV光刻机领域的一个重大突破。为国产EUV光刻机垫定了技术基础,也为将来不被卡脖子扫平了一个障碍。