俄罗斯造出150nm电子束光刻机

在半导体制造设备这条赛道上，俄罗斯最近有了新动作。

根据7月20日俄罗斯科技媒体CNews的报道，位于莫斯科的泽列诺格勒纳米技术中心（ZNTC）已经成功制造出了电子束光刻设备的样机，项目代号为“Progress ELL 150”，目标设计规格是150nm。这个项目属于俄罗斯联邦“科学技术发展”国家计划的一部分。

ZNTC的总经理阿纳托利·科瓦廖夫向媒体透露，目前有两台样机正在接受为期约四个月的综合测试，之后还会进行图形成像精度等一系列技术参数的验证。他还提到，其中一台样机将被运往一个距离泽列诺格勒大约2000公里的地方，但没有透露具体的目的地。

（资料图自CNews）

先来了解一下这家机构的背景。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，他们刚刚完成了350nm投影式光刻设备“Progress STP-350”的研发，并且已经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应合同。“STP-350”这台设备可以处理150毫米和200毫米的晶圆，由ZNTC与白俄罗斯的设备制造商Planar合作开发，主要面向功率电子、汽车电子和工业控制这类成熟制程领域。

那么，这台“ELL 150”到底有什么特别之处？根据此前ZNTC的一份运输招标文件披露，它和传统依靠光源和掩模来高速曝光晶圆的光刻机完全不同。它是一台电子束直写设备，最大的特点就是无掩模光刻。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，把图形反复投射到晶圆上。而电子束光刻，则是利用聚焦的电子束，直接在涂有抗蚀剂的基板上“绘制”出图形。

这在直接写入模式下，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：效率。

目前全球成熟制程使用的深紫外光刻机，目标通常是每小时处理数百片晶圆。而电子束需要逐点扫描图形，很容易受到图形面积、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制造，更多是用于研究、原型验证和小批量定制芯片。但对俄罗斯来说，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，这倒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，俄罗斯在光掩膜上面临的挑战包括：国内缺乏65nm以下制程的本土工程技术体系、90nm以下制程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这种战略，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”仍有多项关键信息没有公开，比如写入速度、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，欧美还在持续收紧对俄罗斯的半导体、电子元件和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，那么它将帮助俄罗斯在光掩模制造、原型验证和小批量专用芯片生产等特定环节，降低对进口设备和境外服务的依赖。这确实是一个值得关注的进展。