最近“我國成功研制出的世界首臺(tái)分辨力最高紫外超分辨光刻裝備”的新聞刷屏了。有些人歡欣鼓舞，有些人不屑一顧。那么這個(gè)裝備到底實(shí)力如何，牛到底牛在哪兒？

先回答大家最關(guān)心的兩個(gè)問題：

1、我們可以實(shí)現(xiàn)芯片徹底國產(chǎn)化了嗎？

答：暫時(shí)還不行。

2、不吹不黑，這個(gè)裝備真的這么厲害嗎，還是只是吹牛？

答：確實(shí)很厲害。

很多人只盯著新聞里22nm這個(gè)指標(biāo)，其實(shí)大家要關(guān)注的是“365nm的光源，單次曝光線寬可達(dá)22nm”。注意到我加黑的那幾個(gè)關(guān)鍵詞了嗎？22nm指標(biāo)雖然很棒但是業(yè)界早就做過了，到底哪里厲害呢？所以關(guān)鍵是用365nm的光源單次曝光做到22nm，懂點(diǎn)光學(xué)的就知道這意味著什么：打破了傳統(tǒng)的衍射極限。

所以在我看來，這臺(tái)機(jī)器最大的價(jià)值是驗(yàn)證了表面等離子體（SP）光刻加工的可行性。

這臺(tái)SP光刻機(jī)與ASML光刻機(jī)對比怎么樣呢？舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦影?，這就像是初期的槍械與最厲害的弓箭的對比。早期槍械，比如火銃，無論是射擊精度還是射擊距離都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上厲害的弓箭，但是如今的狙擊槍早已把弓箭甩開十萬八千里了，這就是原理性的勝利。

要理解剛才說的這個(gè)“原理性的勝利”到底是怎么回事，我們首先得回顧一下以ASML為代表的傳統(tǒng)光刻機(jī)是怎么做的。

上面是ASML光刻機(jī)簡單的原理圖，拋開復(fù)雜的監(jiān)測設(shè)備不談，最核心的原理就是通過物鏡系統(tǒng)將掩膜版上的圖案進(jìn)行縮印成像。涉及到成像過程，就不得不考慮光的衍射極限。即便拋開所有的幾何像差，由于衍射的作用，一個(gè)無限小的點(diǎn)成像后也會(huì)變成一個(gè)彌散斑，被稱為“艾里斑”。因此實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)成像的分辨率就是兩個(gè)艾里斑恰好能夠分開的距離。

所以由于衍射效應(yīng)，成像分辨率會(huì)受到限制，最終的分辨率取決于波長、數(shù)值孔徑等參數(shù)，波長越小、數(shù)值孔徑越大分辨率則越高。所以ASML這些年來主要的研究方向就是利用更短的波長（近紫外-深紫外-極紫外）、增大數(shù)值孔徑（更復(fù)雜的物鏡、液體浸沒）。但是每進(jìn)一步都變得更加艱難，對系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工裝配、誤差檢測等等諸多方面都提出了更為苛刻的要求，成本也越來越高昂。

那么表面等離子體光刻又是怎么一回事呢？表面等離子體指的是一種局域在物質(zhì)表面的特殊的電磁波，隨著離開物質(zhì)表面距離的增大迅速衰減，一般認(rèn)為波長量級以上的區(qū)域就不存在了。

更為神奇的是，雖然表面等離子體波是由其他電磁波激發(fā)的，但是波長會(huì)被極大地壓縮，而壓縮的比例取決于材料的電磁性質(zhì)等參數(shù)。

這就意味著，利用表面等離子體波進(jìn)行光刻時(shí)，從原理上就不在受到傳統(tǒng)衍射極限的限制了。

在光刻機(jī)研制方面，我們一直有兩個(gè)選擇：沿用ASML的老路走一遍，還是另辟蹊徑通過新原理彎道超車？我們國家目前兩個(gè)選擇都在做。而這臺(tái)SP光刻機(jī)的研制成功，就是讓我們看到了彎道超車的可能性。其實(shí)從原理上，這簡直就不是彎道超車了，而是在別的人還在繞山路的時(shí)候，我們嘗試著打了一條隧道……雖然還沒有完全挖通，但曙光就在眼前了。