
随着全球半导体技术竞争的加剧,以及与国家战略挂钩的保护主义趋势日益增强,韩国业界正强调关键设备本土化的必要性。由于芯片制造商完全依赖荷兰ASML的极紫外(EUV)光刻机,行业人士表示,韩国必须投资仍处于早期发展阶段的X射线光刻技术,以确保长期竞争力并减少对单一供应商的依赖。
在韩国国会议员会馆近期举办的“X射线光刻设备核心技术”研讨会上,韩国机械材料研究院(KIMM)研究员Jae-Jong Lee表示,ASML已成为一道难以逾越的壁垒。他指出,使用更短波长在下一代EUV领域竞争对韩国而言并非可行之路,业界应另辟蹊径,通过投资0.1至1nm波长的X射线光刻技术来寻求突破。
与当前EUV系统使用的13.5nm波长相比,X射线波长更短,分辨率更高,能够实现更精细的图案化工艺。它们在三维结构图案化方面也具有巨大潜力,允许形成具有高深宽比的微结构。此外,X射线具有很强的方向性,散射造成的模糊较少,使得在大面积晶圆上保持均匀的图案成为可能。
在X射线光刻技术落地之前,仍有重大的技术障碍需要克服。X射线不可见且难以控制,其对材料的高穿透性意味着传统镜面的反射率几乎为零,这使得光学聚焦极具挑战性。X射线还可能影响底层结构,导致层间干扰和图案扭曲。
行业消息人士称,X射线光源和系统本身都面临巨大挑战,量产级设备更难实现。先进的工件台必须达到0.1至0.5nm的控制精度,同时掩模和材料方面也需要取得突破。如果核心光学器件和工件台继续依赖外部采购,真正的本土化将依然困难。
在X射线光刻胶方面,以英特尔和IBM为首的美国公司正在与研究机构及大学合作以提升性能。在欧洲,ASML与来自荷兰、德国和法国的公司共同发挥着核心作用。日本方面,东京电子(Tokyo Electron)和JSR等公司积极参与,推进光刻胶的开发并研究其在高温高压条件下的性能。
韩国行业人士表示,该国目前在光学材料和加工技术方面的基础相对薄弱。特别是EUV光刻胶难以在国内生产,且缺乏掩模薄膜(pellicle)的测试设备。系统集成能力也落后于主要竞争对手。
Lee以台积电(2330.TW)为例,指出这家中国台湾芯片制造商能够在内部测试掩模薄膜。韩国此前曾请求ASML进行此类测试,但对方报价高达150亿韩元(约合1027万美元),这突显了建立国内生态系统的重要性。
尽管面临挑战,韩国在操作和应用X射线技术方面积累了一定经验,包括大型同步辐射加速器的使用。该国在提高反射率的多层膜技术方面也具备扎实的能力,近年来还涌现出制造高精度X射线反射镜及相关组件的中小企业。这些被视为开发X射线光刻技术的重要基础。
除技术外,研讨会的与会者表示,还需要政府支持以建立完整的生态系统和人才梯队。
韩国此前曾启动一项为期五年的EUV计划,专注于开发掩模薄膜和光刻胶,并取得了多项商业化成果。这些项目帮助培养了200到300名关键专家,行业人士认为这一人才基础必须扩展到X射线光刻领域,以确保整体研发的连续性。
最终,能否利用下一代技术扭转局势,将取决于政府和行业的共同决心。
韩国电子机械融合技术研究院院长Dong-Young Jang指出了韩国二十年前在半导体封装技术上的尝试。当时,工程师们多次访问台积电的新竹工厂,并收到了继续联合开发的提议,但相关预算后来被完全削减,而台积电则坚持下来并成长为全球领导者。
Jang表示,韩国在EUV设备方面的努力也面临类似问题。当2017年提出EUV研究和部署计划时,外界曾质疑韩国是否有资格研发EUV。如果当时没有放弃这些努力,该国即便达不到ASML的水平,也不会处于目前的被动局面。Jang强调,必须立即开展X射线光刻技术的工作,以避免重蹈覆辙。
本文转自媒体报道或网络平台,系作者个人立场或观点。我方转载仅为分享,不代表我方赞成或认同。若来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请及时联系客服,我们作为中立的平台服务者将及时更正、删除或依法处理。
