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芯驰神皖·成为未来——2025科大硅谷(上海)推介会:皓宇芯光郑杨子博士分享EUV光源与HHG技术新突破

皓元科技光栅_广州皓光电子科技有限公司_

文 观察者网心智观察所

在10月23日的下午,成功举办了一场 “芯驰神皖·成为未来” 的活动,这也就是2025科大硅谷(上海)推介会,合肥皓宇芯光科技有限公司的郑杨子博士,作为产品负责人,受到邀请去发表主题演讲,本次活动是由科大硅谷服务平台(安徽)有限公司主办,由成为资本承办,并且有安徽省汽车创新中心、上海市合成生物学创新中心协办,本文内容是依据现场发言整理而成的。

各位领导、各位专家、各位同行朋友,大家下午好!

怀揣着万分感激之情,承蒙资本抛出的诚挚邀请,与此同时,内心满是荣幸之感,以合肥皓宇芯光科技有限公司代表的身份,在此要向诸位详尽陈述,我们于极紫外也就是EUV光源和高次谐波产生即HHG技术范畴之内所展开的不断探索以及所取得的相应进展。

_皓元科技光栅_广州皓光电子科技有限公司

今天讲分享,我是要划分成好些部分来讲的:我们究竟是什么,我们此刻从事的是啥,我们所依据的核心技术脉络是怎样的,我们取得的应用成效是什么样的,还有我们对于未来有着怎样的思索。期望借由这次沟通,能够使得大家针对“国产极紫外光源”这一见着专业、然而却关联着国家核心制造水平的议题,拥有更为明晰的认知 。

合肥皓宇芯光于2023年时创立建成,它属于那种尽管年轻然而专业积累沉淀十分深厚的高科技企业,我们专心致力于先进激光应用技术以及半导体量测核心技术的开发研制,其总部处于合肥之地,并且在上海、深圳、昆明、北京、成都乃至香港之处设有分支部门机关!

我们的队伍,源于极紫外激光这一前沿领域,源于阿秒物理这一前沿领域,源于半导体量测这一前沿领域,核心成员里,有国家级海外高层次人才,又有长期活跃在国际产业一线劳作的工程专家。

皓宇芯光怀揣有这样的愿景,那便是要成为在世界范围内处于领先地位的先进激光应用技术企业,我们身负着这样的使命,即专门致力于先进激光应用技术,以此助推行业的前行以及创新,我们所秉持的价值观,是将人作为根本、勤奋努力积极进取、秉持开放心态勇于创新。

如今,我们所具备的技术能力,已涵盖软X射线(SXR )这个范畴,到具备极紫外(EUV )这样的特性,再到拥有真空紫外(VUV )这般的特质,覆盖的是整个光谱区间。我们所拥有的产品以及制定的方案,在超快光谱学领域广泛被应用,还有用于阿秒科学领域有所运用,在先进光刻领域也有广泛应用,在材料科学领域同样被广泛应用,于量子科技领域也有应用,在生物医疗领域也存在应用,在高分辨率成像等领域也都被广泛应用。在更为直接的层面当中,这些技术正在给半导体制造提供强大支撑,为芯片研发提供强大支撑,为纳米器件测试提供强大支撑。

技术核心:HHG——极紫外激光光源

有诸多激光以及光源技术路线,其中高次谐波产生,也就是HHG,即High Harmonic Generation,是皓宇芯光的核心 。

众所周知,传统的EUV光源存在这样两种技术路线,其一为激光等离子体,也就是LPP,其二是放电等离子体,即DPP。这两种路线具备功率高的特性,然而其出现系统复杂的情况,并且存在污染控制困难的问题,造价还十分昂贵。

与之相较,HHG技术择取了一种截然不同的思维模式,它借由飞秒激光同稀有气体之交互作用,于非线性响应里产生高次谐波,进而释出处于10–50纳米波段的极紫外光,这种光源具有若干颇为显著的特性:

首先,有着体积小的特点,同时造价还是较低的。整个系统得以实现桌面化部署,其大小远远小于传统的 EUV 光源;其次,具备相干性高、波长能够被调理的特性。光束的相干度是很高的,能够覆盖不少波段,并且有着准连续超宽光谱输出;然后,工程化的可行性是很强的。并不需要复杂的 EUV 多层膜镜,也不需要对金属靶进行污染控制,系统稳定,维护成本低。

当下,像ASML、Intel、Samsung、TSMC这类公司往量测跟检测环节投入使用着HHG技术,以此检验其能否产业化的这可能性,在国际上就已经开始发生了。美国NIST也就是国家标准与技术研究院,把HHG界定成“宽带跟超快和相干组成三合一的最佳路径”。而针对那一IRDS 2024国际半导体技术路线图这么一回事,更是清晰地指明,HHG属于能够作为接下来那一代EUV量测的关键技术。

也就是说,HHG并非仅仅是一种“实验室中呈现的美妙现象”,但绝对是半导体检测的必经途径,还是光刻的必然路径,更是先进材料研究的必要道路。

从科学突破到工程落地:HHG的“范式革命”

原理可追溯到上世纪90年代的高次谐波产生的这种技术,是怎样呢。借助“三步模型”,也就是电子电离,而电子电离之后是加速,加速之后再复合,这一系列过程中,激光脉冲能量被有效地转换成更高频率的谐波光,最终产生了极紫外辐射 。

这一机制实现了突破,进而人类有了首次能够在“阿秒”(也就是10⁻¹⁸秒)这样的时间尺度之上觉察电子运动的情况 。

往昔的几十年间,HHG技术从“经典光源”朝着“量子光源”迈进,然而其转换效率已然能够达到0.01%,并且应用深度也从纳米结构表征延伸至阿秒时间尺度以及量子分辨,。

由此表明,咱们不但能够“瞧见”物质的架构,而且还能够“目睹”电子的运行,这于人类测量的历程当中具备里程碑式的重要意义。

目前,皓宇芯光所承担的任务在于,将这项具备科研深度的技术,转变为产业能够运用的装备。我们需促使科研成果切实实现投入产出,成为产业用户能够直接加以动用的高性能EUV光源。

在产业应用中,HHG展现出极大的灵活性和实用性。

首先,于掩模也就是Mask以及护膜也就是Pellicle的检测过程当中,EUV光所具备的波长能够穿透薄膜形式的掩模,进而能够达成可进行印刷缺陷的精确识别。

全球光罩缺陷检测市场呢,在2024年的时候规模大概是128亿元人民币,预计到2030年将会达到238亿元。中国市场大概占35% - 40%的份额,到2030年有希望突破87亿元。

涉足此领域,三星关联的公司 ESOL,已然先行去应用 HHG 技术了,而且是在 2025 年达成了 B 轮融资,数额大概是 5400 万美元。

我们皓宇芯光,已然同国内领先的工业客户,签署了合作备忘录,也就是MOU,并且,和行业内占优势的掩模版设备厂商,构建起了深度合作关系。

第二,在套刻量测这个行为当中,HHG光源跟传统电子束检测相比较来讲,是具备着显著优势的。

电子束检测,其精度是比较高的,然而,它的扫描速度较为缓慢,以至于吞吐量很低;与之不同的是,HHG - EUV光源检测,这种检测乃是基于光学成像原理的,它具备速度快的特点,同时分辨率也高,借助这些优势,能够达成高通量检测。

2023年,Overlay检测市场有着这样一个规模,大约是12亿美元,而预计到2030年的时候呢,这个市场规模将会达到15亿美元。

首先是第三点,于晶圆检测以及EUV相干成像当中,HHG呈现出有独特之处的优势,其一为,其分辨率比DUV光源要优出10倍以上,能够辨识小于5纳米的缺陷,其二是,其检测速度相较于电子束更为块,快出100至1000倍,其三在于,光子能量是可控的,达成了非接触、无损检测,其四是,它支持三维成像,可被用于FinFET结构以及堆叠芯片内部缺陷检测。

另外,我们当下正在开展开发与AI学习相结合的智能算法的工作,从而去提高缺陷识别的灵敏程度以及自动化水准。

科研市场:让大科学装置“回到实验室”

在科研应用方向,HHG的意义尤为深远。

当下,全球范围内的同步辐射装置还有自由电子激光装置,虽说能够产生具备高亮度的EUV光,然而却存在着两个方面的问题,其一是投资数额极为巨大,其二是使用门槛相当高。科研团队常常需要花费三到六个月去排队等候,而且每一次进行实验的成本高达数十万元人民币。

这一现状,皓宇芯光期望着去予以改变,而我们所怀揣的愿景乃,使科研装置达成平民化 。

依靠桌面级HHG系统,我们能够于3米乘以1.5米的空间范围里达成连续谱EUV输出,其光谱涵盖着从红外直至软X射线的区间,同时具备高亮度以及多波长可调性。

前沿研究里的阿秒物理,超快光谱,全息光刻,量子成像等,科研人员能够于自身所在的实验室里去完成,并不需要靠着大型光源装置 。

通过这样的方式,科研成本得以降低,中国科研人员能够在更多的时间维度之上,去开展具有创新性的实验,这是毋庸置疑的事实。

从种子源到系统集成的全链条能力

我们所提供的,是完整的,关于系统的解决方案,其涉及激光种子源,还有HHG模块,以及多功能束线,和检测成像系统。该产品具备这样的特点:有着高功率,还有超短脉冲,以及超宽光谱输出;其输出光谱是单色可调的;拥有高空间相干性,与极高稳定性;采用模块化、定制化设计,以此适应不同应用场景;具备桌面化体积,仅仅是大型装置的万分之一。

此时此刻,我们已然成功研发出在国内为首的一套,具备13.5纳米波长,以及微瓦级飞秒激光光源,并且达成了14纳米节点光刻制程的有效验证 。

从国际前沿回归本土创新

皓宇芯光的核心团队具有国际一流水准。

我们有一位首席科学家,此人曾在担任美国KMLabs公司极紫外激光技术负责人一职期间,带领着团队进行研发工作,他们由此研发出了全球首台基于HHG的EUV飞秒激光器,最终还促使其达到了商业化的目的。

此项成果,曾经荣获,Laser Focus World创新奖,此奖被称作光电界奥斯卡,还获得了Prism Award,该奖项被视为光电界诺贝尔奖,这两项均为国际顶级荣誉 。

今日,此团队将历经十余年获取的国际经验带回中国,意在用处于国际领先地位的科学成果,为中国的产业转型以及技术自立提供助力,。

极紫外光源并非仅仅只是科研仪器,它属于整个现代制造体系的底层工具,从芯片制造一直到量测检测,从量子材料一直到生物成像,EUV光源的能力决定了我们能够看多深,能够做多细,能够测多快。

往昔之时,于这一领域而言,近乎是被国外企业予以垄断的状态。直至今日,我们正逐步地去打破技术方面所筑起的壁垒,将原本仅仅能够在大科学装置当中得以实现的能力,转变成为在实验室里可以使用、在产线之上能够进行集成的设备。

在未来十年当中,全球制造业会从“光刻”朝着“光智造”转变。皓宇芯光有着这样的期望,借助自身的HHG技术,使得中国在EUV光源以及检测设备领域具备真正的发言权。我们会持续推进科研跟产业的结合,把复杂的科学原理转化成能够复制的工程方案,进而为半导体产业、材料科学、阿秒物理等领域给予坚实的光学基础设施。

我们怀揣期望期许,于往后的合作历程里,会同众多专家以及伙伴一同并肩努力,将高深且关键的极紫外光源这一项核心技术,转型塑造为全力挺进引导促动中国先进制造领域蓬勃向前发展之“全新超强动力引擎”。

谢谢大家!

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