中國EUV量測生態逐步成形：HHG、SSMB與等離子體光源點樣落地？

先講結論：中國而家逐步形成緊嘅，唔係一部已經完成量產驗證嘅國產EUV光刻機，而係一個圍繞EUV量測同檢測建立嘅技術生態。光源、反射鏡、真空系統、探測器、精密運動平台、算法同製程控制軟件，都可以成為切入口。

EUV光刻採用13.5納米波長；傳統深紫外（DUV）量測常見193納米同248納米。當關鍵尺寸、掩模缺陷同電晶體立體結構愈縮愈細，檢測設備就要同時做到更高空間分辨率、足夠速度，以及低損傷、非接觸式量測。5532

真正嘅產業化關鍵，唔係單獨「整到13.5納米光」，而係可唔可以將各個部件整合成一套可以長期運行、定期校準，並且同晶圓廠製程數據形成閉環嘅系統。

GAA電晶體，點解令EUV檢測變得更重要？

由FinFET轉向閘極全環繞（GAA）電晶體之後，溝道、閘極同界面呈現更加明顯嘅三維結構，部分關鍵部位仲藏喺覆蓋層或者材料界面之下。單靠觀察表面，未必可以完整判斷關鍵尺寸、側壁輪廓、層間偏移同埋埋藏缺陷。公開報道將GAA視為推動新一代高分辨率、非接觸檢測需求嘅重要因素。8

13.5納米EUV嘅價值，唔只係「波長短啲」咁簡單。喺散射量測入面，缺陷尺寸同照明波長都會大幅影響訊號強度；縮短波長有助提升對納米級缺陷嘅敏感度。不過，最後效果仲要睇光源功率、光學系統、探測器噪聲、樣品材料同重建算法。18

EUV檢測可以透過散射量測、相干衍射成像（CDI）同反射式成像，根據衍射訊號反推出結構參數，而唔係用探針直接接觸晶圓。美國國家標準與技術研究院（NIST）曾經用桌面式HHG光源，為小於50納米嘅線空結構進行EUV衍射量測；另一項研究亦顯示，EUV散射量測對二維互連結構嘅面外特徵，可以達到單納米級敏感度。3334

EUV掩模，點解要用「同波長」檢測？

EUV掩模唔係普通透明菲林，而係由多層反射膜組成嘅複雜結構。某啲相位缺陷喺非EUV波長之下，未必容易判斷佢哋會唔會真正轉印到晶圓。

所以，業界講嘅「actinic inspection」，通常係指用曝光時相同嘅13.5納米波長做檢測。咁樣可以更直接評估缺陷係咪具備可印刷性。相關研究指出，13.5納米檢測對識別EUV多層掩模入面嘅關鍵相位缺陷尤其重要。48

呢個亦係HHG受到重視嘅原因之一。HHG可以產生具備空間同時間相干性嘅EUV光，適合相干散射顯微鏡、衍射量測同無透鏡成像。三星公開資料曾介紹採用獨立HHG光源嘅EUV掩模缺陷複檢系統，反映HHG至少已經進入專用掩模複檢同研發設備嘅技術討論範圍。42

四條EUV光源路線，各自有咩取捨？

LPP：功率最有優勢，但工程最複雜

激光產生等離子體（LPP）一般係用高功率激光轟擊液態錫滴，產生13.5納米EUV。ASML嘅EUV系統就採用呢條基本路線，產品資料顯示，13.5納米光源已經用於商業EUV曝光系統。55

LPP最大優勢係輸出功率比較接近光刻同高吞吐量檢測嘅要求。但代價亦好高，包括高功率驅動激光、錫滴控制、碎屑抑制、集光鏡污染、散熱同維護。

對檢測設備嚟講，LPP提供較大吞吐量空間；但對初創公司嚟講，亦代表更高資本投入、工程難度同售後服務門檻。

DPP：體積較細嘅候選方案

放電產生等離子體（DPP）係透過放電形成EUV等離子體，系統有機會比大型加速器設施更加緊湊，亦可能適合部分量測功率需求。中國相關報道將DPP列為國內探索緊嘅路線之一。1726

不過，DPP仍要處理電極損耗、碎屑、等離子體穩定性、光源壽命同長期維護等問題。對產線嚟講，唔可以淨係睇佢產唔產生到13.5納米光，仲要睇佢可唔可以連續運行，以及維護週期係咪符合晶圓廠要求。

FEL同同步輻射：適合高端研發，未必適合普通產線

自由電子激光（FEL）同同步輻射光源具備高亮度、高相干性同可調諧等優勢，適合參考量測、材料研究、掩模分析同製程開發。

但呢類光源通常依賴大型加速器設施，體積、成本同運行條件都唔利於直接放入一般晶圓廠生產線。因此，加速器光源較可能首先擔當「標準」同「研發平台」角色，為其他量測系統提供高質素對照數據，而唔係即時取代緊湊型產線設備。

SSMB：瞄準高平均功率嘅長線方案

清華大學主導嘅穩態微聚束（SSMB），係利用儲存環內電子束，透過激光調制同波蕩器形成微聚束，並喺電子束一圈圈循環期間維持呢種結構。清華方面公布嘅原理驗證工作顯示，SSMB基本機制已經完成實驗演示；後續方案就提出13.5納米、高平均功率同窄頻寬EUV輻射目標。124

SSMB吸引之處，在於佢嘗試將儲存環嘅高重複頻率，結合相干輻射嘅高亮度。相關設計資料提出每部工具超過1千瓦嘅目標，但呢個仍然係方案同工程研究指標，唔可以當成已經建成、並通過晶圓廠認證嘅量產光源。310

佢目前嘅主要障礙包括電子束穩定性、激光調制、儲存環控制、光束質素、設施規模同系統成本。換句話講，SSMB比較似係可能改變高功率EUV供應方式嘅長線路線，而唔係目前最容易落地嘅桌面式檢測方案。

點解HHG會成為下一代量測嘅重要候選？

高次諧波產生（HHG）係將飛秒激光聚焦到氣體等介質，產生由EUV延伸至軟X射線範圍嘅高次諧波。相比錫等離子體光源，HHG通常有幾個特點：

• 有桌面化潛力： 唔需要大型同步輻射設施，適合實驗室同專用量測設備；
• 相干性高： 有利相干衍射成像、散射量測、ptychography同掩模複檢；
• 波長較靈活： 可以按材料、結構同量測模型選擇唔同波段；
• 冇錫滴碎屑： 唔依賴錫滴等離子體，因此可以減少相關污染控制壓力；
• 具備超快特性： 適合時間分辨量測同材料研究。3544

HHG特別適合「需要高相干性，但未必需要光刻級大功率」嘅應用。NIST已經用桌面式HHG光源進行EUV臨界尺寸衍射量測，相關研究亦將HHG視為EUV量測同成像嘅重要光源方向。3335

但HHG嘅短板亦好清楚：轉換效率同輸出功率偏低，光束穩定性、長期運行、重複頻率、光學損耗同大面積掃描吞吐量，仍然需要改善。針對EUV掩模全尺寸檢測，有工程分析估算實際應用可能需要約1至100毫瓦級光源功率；但需求會因應缺陷敏感度、掃描面積、訊噪比同吞吐量而改變，唔可以將單一功率數字當成所有設備嘅統一門檻。51

公開資料顯示，ASML、Intel、三星同台積電都曾經使用或者評估HHG相關量測同檢測技術。1824不過，呢個應該理解為產業界正驗證HHG嘅潛力，而唔係HHG已經普遍取代等離子體光源，成為所有高產能量測設備嘅標準方案。

中國嘅本土生態：由光源延伸至整機整合

公開報道提到嘅中國企業，包括華芯極光、朗道科技、雲棲極耀、華日激光同皓宇芯光。相關報道將佢哋描述為分布喺光源、激光、設備同系統整合等環節，其中皓宇芯光主要關注HHG路線。17

大學同科研機構方面，清華大學SSMB項目係目前公開資料入面較清晰嘅加速器光源路線。其原理驗證曾經同德國亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心，以及德國聯邦物理技術院合作完成，反映呢個方向仍然需要深厚嘅國際加速器科學同計量科學基礎。214

一個可以持續發展嘅本土生態，仲要補足光源以外嘅環節：

• EUV多層反射鏡、真空腔體同污染控制；
• 探測器、精密平台、對準、校準同輻射計量；
• 散射模型、影像重建、缺陷分類同製程控制軟件；
• 掩模坯、薄膜、光刻膠同晶圓工藝測試結構；
• 同晶圓廠合作，建立量測結果同實際印刷、器件電性及良率之間嘅關聯。

所以，判斷本土化程度，唔可以淨係數「有幾多間公司做緊EUV光源」，仲要睇有冇可交付嘅整機、穩定嘅校準體系，以及真實生產數據閉環。

由實驗室樣機到量產工具，最難過嘅五關

1. 有效光功率同吞吐量

光源產生嘅功率，唔等於最後到達樣品、經光學系統收集，再轉化成有效訊號嘅功率。檢測工具要喺缺陷敏感度、掃描面積、曝光時間同噪聲之間搵到平衡。

2. 長期穩定性

晶圓廠要嘅係可以跨更次、跨月份運行穩定嘅工具，而唔係短時間性能好睇嘅實驗裝置。波長、劑量、指向、相干性同探測器響應，都要能夠監察、校準同維修。

3. 光源同系統壽命

等離子體部件、激光器、真空系統、反射鏡同探測器，都會影響維護週期。碎屑污染、光學性能衰減同關鍵部件更換成本，最終會直接影響設備總擁有成本。

4. 量測結果要同晶圓結果對得上

一幅高分辨率影像本身唔係終點。設備要證明自己量到嘅關鍵尺寸、套刻誤差或者缺陷特徵，可以預測實際晶圓印刷效果、器件性能同良率。否則，結果好難真正納入生產控制流程。

5. 製程同軟件整合

EUV檢測要配合掩模、光刻膠、薄膜、晶圓表面形貌、自動搬運、數據介面同工廠製程控制系統。客戶認證週期長，對比測試同現場運行數據，往往比一次實驗演示更加能夠決定技術可唔可以商業化。3050

判斷中國EUV量測係咪成熟，要睇咩？

未來最值得觀察嘅，唔係某個團隊有冇宣布「攞到13.5納米光」，而係以下幾項可以驗證嘅指標：

• 有冇持續運行數據；
• 有冇公開有效樣品功率同掃描吞吐量；
• 缺陷檢測結果有冇計量校準；
• 量測結果有冇同電子束、同步輻射或者晶圓電性結果建立關聯；
• 有冇晶圓廠完成長期試用同認證。

綜合目前公開資料，中國較合理嘅路徑可能係分階段推進：HHG先進入研發、掩模複檢同專用量測；DPP等較緊湊嘅等離子體路線，爭取部分在線應用；同步輻射同SSMB繼續支援高端光源及計量科學研究；LPP就喺最高功率同高吞吐量場景保持重要地位。

因此，中國EUV量測生態確實已經見到由光源研發走向設備同系統整合嘅雛形，但「形成生態」同「做到量產」之間，仍然有一段明顯距離。真正決定成敗嘅，唔係單獨製造13.5納米光，而係將光源、光學、探測器、算法、工藝材料同晶圓廠驗證，整合成一套可以長期可靠運行嘅生產工具。