谢邀
前几天看到了这个问题,因回答过其他相似问题就没再回答这个问题,没想到现在居然有这么多人关注这个问题了,看来大家对半导体光刻技术的兴趣非常高啊,做为一名在光刻领域摸爬滚打好几年的工程师感到激动,所以这个问题必须得答一答了
前几天写了几篇关于光刻技术的文章,感兴趣的朋友可以看看里面的相关概念,对下面要给的回答理解有帮助
好,回归要回答的问题
看了清华大学老师所做的主要研究成果,所谓的SSMB技术全称steady-state micro-bunching, 也叫稳态微聚束,是种新型的粒子加速器光源。SSMB概念并不是现在才提出的,早在2021年的时候,清华大学就有相关论文发表在了顶级期刊NATURE上。SSMB光源潜在应用领域就是EUV光刻机,不知道为啥现在才引起这么多的广泛关注,可能跟现在华为手机mate60芯片突破技术封锁,热度高涨,引起了大家对解决芯片卡脖子技术的期待,尤其被封的死死的迟迟买不到的EUV光刻机。不管怎样,有更多人关注问题更有利于解决问题,是件好事
现在随着制程工艺的发展,也要到了摩尔定律的极限,这离不开光刻技术的发展,从比较早的365nm,248nm,193nm波长的DUV光源再到现在的13.5nm波长的EUV光源,波长越小,分辨率越高,所能曝光的尺寸就越小,带来的芯片面积和功耗就会越小,这也是为什么业内不断追求更小波长光源的原因之一
SSMB技术是怎么实现13.5nm波长的光源呢?

看上面图是不是像一个环形跑道?没错,它是SSMB光源技术需要的一个上百米长的EUV光刻基地。那现在ASML光刻机多大呢?整机有如中型货车那么大。大家体会下,我们要做的EUV光刻机就类似于一个工厂了,这么一大只想要实现销售别处难度很大,不好移动啊,所以自用的可能性比较高。但大有大的好处,SSMB技术可以达到的功率为10千瓦,而一台ASML EUV光刻机是250瓦,SSMB EUV是ASML EUV功率的40倍,换句话说,SSMB 可以同时支撑数十台光刻机
下面再来看SSMB EUV具体实现方式的另一张图

清华老师文章里也提到了SSMB产生EUV波长光源的具体方案,为方便大家理解,我引用文章里的内容展示,首先用微波电子枪产生长度为百纳秒量级的电子书,产生的电子束将在一段直线加速腔中被加速到约 400 MeV, 此时的电子束是脉冲分布的, 间隔为加速所用微波的周期 (约 10 cm);之后将这些电子束团注入到展束环中对束团进行纵向的拉伸, 使电流分布由梳状得到展平, 得到在纵向上均匀分布的准连续束团;然后将该束团从展束环引出, 注入到SSMB 主环中进行储存, 在主环中, 电子束由于激光调制器的聚束作用并在量子激发和辐射阻尼平衡下保持微聚束状态, 束长在数十纳米量级;接着该微聚束在辐射段被进一步压缩到 3 nm 左右, 实现波长 13.5 nm 的强相干辐射, 从而输出千瓦量级的EUV光源。引用结束,下面回归讨论。
SSMB EUV这套方案可行吗?只能说原理说的通,有一定可能性,但距离真正商业量产芯片相差甚远,任重而道远,因为量产应用涉及到的方方面面上下游产业链太多内容了,EUV光源只是其中一个关键的一环而已,要结合所有因素环环相扣并用才能生产,难度相当大
下面给大家来一张目前量产光刻技术通用的应用场景图

简单讲就是产生的光源经过一组lens,到mask光罩之后,再经过一组lens汇聚,再曝光到wafer上,可以看到要实现光刻图案,除始发光源外,还要经过好几道流程路径才能对wafer上的光刻胶进行曝光
所以SSMB EUV要想商业化应用,还有不少关键问题需要解决,比如光源能量波动精度怎么控制?光源聚焦深度怎么调节?光源耗电量怎么控制?当光源工厂故障断电时量产应急方案怎么弄?怎么进行光源日常维护?光源怎么结合与mask曝光使用?等等还有很多关键点需要考量
SSMB EUV光源还只是一个起点,面临实际应用挑战非常大,希望能早日攻克难关,走向商业应用
参考文献:《稳态微聚束加速器光源》,唐传祥,邓秀杰,物理学报(特邀综述),2022