同步辐射的原理是,利用加速器将粒子束对撞,获得几乎所有频率的准直光束。其中的同步辐射X射线吸收谱,是同步辐射中用的比较多的场景,是用于材料结构研究的最顶级和强力的工具之一。
同步辐射光源,全国目前也只有北京、上海、合肥各拥有一台,单台成本就要几十亿人民币,占地大于一个足球场。当然目前国内还有多个同步辐射光源在建。
同步辐射,用来加工芯片是很早就有的想法。我印象中几年前,上海同步辐射中心就有光刻室。只不过效率太低,成本太高,以前没人干这傻事。同时同步辐射光源的建设投入大、周期长,也来不及尝试更适用于芯片生产的结构。
但现在时代变了,一方面国内光刻机受国外制约,另一方面用于先进制程的euv光源成本同样高昂,一台euv光刻机也需要近十亿人民币。
同步辐射作为芯片光刻光源就变得有性价比起来,如果一个同步辐射光源可以同时为5到10台光刻机提供光源,那整体成本也并没有提高太多,也达到了可接受的程度。
更重要的是,euv光刻机如果想再进一步,是很难的。在原有的路径上,5年的时间或许就能吃完euv光刻机的全部潜力。而新的光源还遥遥无期。
目前芯片产业是打算用先进封装来维持芯片技术的进步,但同步辐射光源也提供了另外一种可能。
同步辐射光源不仅可以提供euv,甚至可以提供稳定且准直的频率更高的光,那么原来苦哈哈地研究频率更高的新光源,就变成了调节同步辐射操作台上的几个旋钮。只需要研究新的光刻胶,而不是彻彻底底的整个系统,就可以实现芯片制程的大幅提高。
这个idea的关键其实不是用同步辐射光源制造芯片,而是利用同步辐射装置同时为整个管线上的多台设备同时提供准直且频率可调的光源。这个方案是相当不错,而且有可行性的,真说不准会成为十年后先进制程芯片的主流生产方式。 |