長期計画は定常マイクロバンチング加速器を建設し極端紫外線（EUV）光源を作ること
Jeff Pao
Asia Times
September 19, 2023
中国は、独自のリソグラフィ施設を作るために新しい極端紫外線（EUV）光源の使用を模索しているが、技術専門家は、このような野心的な目標を達成するには何年もかかるかもしれないと述べている。
ここ数日、中国のインターネット上では、清華大学が定常状態マイクロバンチング（SSMB）技術でブレークスルーを果たし、ASMLのEUVリソグラフィの数倍のパワーを持つEUV光源を作ることができるとする記事や動画が流行している。
彼らは、「リソグラフィ・キャノン」と呼ばれるSSMB加速器の将来の発売は、中国が米国とオランダの輸出規制を回避するのに役立つだろうと言う。
これらは、ファーウェイ・テクノロジーズが8月29日に、Semiconductor Manufacturing International Corp（SMIC）のN+2プロセッシング技術とASMLの深紫外（DUV）リソグラフィで製造された7ナノメートル・チップを使用した同社のフラッグシップ・スマートフォンMate60 Proの販売を開始した後のことである。
重慶に拠点を置くあるライターは、9月16日付のHuxiao Business Reviewに掲載された記事の中で、「現在の技術的な道筋をたどっていては、チップ加工においてさらなるブレークスルーを起こすことは難しいと理解している。新しい道を歩む方がより実現可能性が高い」と分析する。
彼は、リソグラフィにSSMB技術を使うという清華の提案は、中国がASMLの技術的閉塞感を打ち破るのに役立つと言う。
さらに、清華が提案するのはリソグラフィ装置ではなく、多くの土地と労働者を伴う巨大な工場であり、中国に欠けている資源ではないと付け加えた。
河南省のコラムニストであるBu Xiaotong氏は、日曜日に発表された記事の中で、中国はリソグラフィマシンを作ることはできないかもしれないが、リソグラフィ工場を作ることはできると述べている。
「Acta Physica Sinica（中国学術雑誌）に掲載された論文では、SSMB-EUVリソグラフィの実現が提案されており、清華大学の研究ではすでにこのアイデアの実現可能性が証明されている。」
彼は、中国が北京近郊の雄安新区にSSMB施設を建設するというニュースを引き合いに出し、このプロジェクトが成功すれば、中国は米国の制裁を回避できると言う。
別の著者は、中国がSSMB技術を開発すべきなのは、ASMLのEUVリソグラフィも、独ツァイスのレンズや米サイマーと独トランプフのレーザービームツールなど必要な主要部品も入手できないからだという。
SSMBの仕組み
2010年、スタンフォード大学の科学者ダニエル・ラトナーとアレクサンダー・チャオがSSMBのコンセプトを初めて提案した。彼らの考えは、シンクロトロン内を循環する電子は、コヒーレント光の放射をサポートする小さなバンチに組織化されるというものだった。
2016年、チャオと清華大学およびヘルムホルツ・ツェントロム・ベルリンの科学者たちは共同で、ベルリンにある物理工学技術局（Physikalisch-Technische Bundesanstalt）所有のシンクロトロン、メトロロジー光源（Metrology Light Source）でSSMB実験を行うプロジェクトを開始した。
2021年2月、清華大学の鄧秀傑教授と唐伝祥教授、チャオ教授と他の物理学者たちは共同で、学術誌『Nature Physics』に「定常マイクロブッチングのメカニズムの実験的実証」というタイトルの論文を発表した。
彼らの実験は、SSMBベースの高繰り返し高出力光子源の実現に向けたマイルストーンであるという。
2022年3月、唐と鄧は、Acta Physica Sinica誌に「定常状態マイクロバンチング加速器光源」というタイトルで論文を共著し、SSMBはリソグラフィ用のEUV光源の作成に使用できると述べた。
「SSMB-EUV光源の実現は、中国のEUVリソグラフィが飛躍的な発展を遂げるのに役立つだろう。また、その性能は向上し続け、コストは徐々に低下していくでしょう。」
現在、ASMLのEUVリソグラフィは、最大出力500ワットのレーザー生成プラズマ（LPP）光源に由来する光源を使用している。リング状のSSMB加速器は、約1キロワットのEUV光源を作ることができる。その円周は100メートルから150メートルに及ぶ。
もうひとつのEUV光源は超伝導高周波自由電子レーザー（SRF-FEL）で、最大出力は1kWから10kWである。このような施設は200メートルにも及ぶ。これを実現するには、さらなる技術的ブレークスルーが必要である。
一般的に、レーザービームのパワーは、7nmのチップを作るのに250W、5nmで350W、3nmで500Wに達する必要がある。2nmのチップを作るには1kWが必要だ。
雄安プロジェクト
昨年11月、清華大学工学部物理学科の潘志竜教授は、中国物理学会秋季大会での講演で、SSMB技術はリソグラフィに使用できると述べた。
今年2月23日、潘氏は河北省の関係者や学者らとともに、SSMB-EUVについて議論するフォーラムを開催した。彼らは雄安にそのような施設を建設する場所を探した。
こうした長期的な動きは最近、中国のネットユーザーの注目を集めており、彼らはMate60 Proの成功の後、中国が独自のEUVリソグラフィーの製造に進むことを望んでいる。
しかし、一部の中国人コラムニストは、中国が独自のEUVリソグラフィを持つことができると言うのは時期尚早だと述べている。
上海在住のあるライターは、たとえ中国がSSMB加速器を持っていたとしても、リソグラフィ用のレンズや作業プラットフォームの製造にはまだ多くの努力が必要だと言う。彼は、今のところSSMBは高エネルギー粒子衝突の研究に使われる方が良いと言う。
