俄罗斯成功研制150纳米电子束光刻机

在半导体制造设备这一关键领域，俄罗斯近期迎来了新的技术突破。

据俄罗斯科技媒体CNews于7月20日报道，位于莫斯科的泽列诺格勒纳米技术中心（ZNTC）已成功研制出电子束光刻设备样机，项目代号为“Progress ELL 150”，目标工艺节点设计为150纳米。该项目是俄罗斯联邦“科学技术发展”国家计划的重要组成部分。

ZNTC总经理阿纳托利·科瓦廖夫向媒体透露，目前有两台样机正接受为期约四个月的综合测试，后续还将进行图形成像精度等多项技术参数的验证工作。他还提到，其中一台样机将被运往距离泽列诺格勒约2000公里的地点，但未透露具体目的地。

（图片源自CNews）

首先来了解这家机构的背景。ZNTC成立于2010年，由俄罗斯纳米技术集团、莫斯科国立电子技术学院等机构共同组建。2025年，该中心刚完成350纳米投影式光刻设备“Progress STP-350”的研发，并已与俄罗斯半导体企业集团Element旗下的公司签署了首台设备的供货合同。“STP-350”能够处理150毫米和200毫米的晶圆，由ZNTC与白俄罗斯设备制造商Planar合作开发，主要面向功率电子、汽车电子和工业控制等成熟制程领域。

那么，这台“ELL 150”究竟有何独特之处？根据此前ZNTC发布的一份运输招标文件披露，它与传统依赖光源和掩模进行高速晶圆曝光的光刻机截然不同。这是一台电子束直写设备，其最大特点是无掩模光刻。传统光刻需要先制作带有电路图形的光掩模，然后像使用模板一样反复将图形投射到晶圆上。而电子束光刻则利用聚焦的电子束，直接在涂有抗蚀剂的基板上“绘制”出图形。

在直接写入模式下，它省去了为每种设计单独制作光掩模的步骤；在掩模写入模式下，它则承担制作光掩模母版的任务。但代价也很明显：生产效率较低。

目前全球成熟制程使用的深紫外光刻机，通常每小时可处理数百片晶圆。而电子束需要逐点扫描图形，极易受到图形面积、复杂度、束流和抗蚀剂灵敏度的影响，生产效率远低于投影式光刻设备。因此，它很难承担消费电子芯片的大规模量产，更多用于研究、原型验证和小批量定制芯片。但对于俄罗斯而言，其航天、工业和专用电子项目往往订单规模有限、型号繁多，省去昂贵的掩模反而能缩短设计验证周期，这确实是一个不错的切入点。

当然，挑战也摆在眼前。一位俄罗斯专家对CNews表示，俄罗斯在光掩模方面面临诸多挑战：国内缺乏65纳米以下制程的本土工程技术体系、90纳米以下制程所需的光刻胶和元件基础，也缺少能防止电子束在大面积写入时出现邻近效应、图形均匀性和热漂移等问题的解决方案。这位专家还指出，俄罗斯缺少像中国在“十一五”期间启动的集成电路装备重大专项——那种由企业牵头、科研院所和高校协同，对关键设备、材料和工艺实施长期攻关的战略。他认为，如果俄罗斯也能建立类似战略，将有助于缩小国内外差距，保障安全电子产品生产，并扩大本国研发能力。

目前，“ELL 150”仍有多项关键信息尚未公开，例如写入速度、套刻精度、可处理基板尺寸、连续运行稳定性以及核心零部件的国产化比例。而自2024年以来，欧美仍在持续收紧对俄罗斯半导体、电子元件及相关制造技术的出口限制。

在这一背景下，如果“ELL 150”能够通过测试、实现稳定交付，并在关键零部件和材料方面形成可持续的供应，那么它将在光掩模制造、原型验证和小批量专用芯片生产等特定环节，帮助俄罗斯降低对进口设备和境外服务的依赖。这无疑是一个值得关注的进展。