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    主题 : 我国新一代超分辨光刻机通过验收
    屈联西在线
    2015.1.28跟QY无关
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    楼主 发表于: 2018-12-02  
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    我国新一代超分辨光刻机通过验收

      来源:《中国科学报》 C-/<5D j  
      ■见习记者 高雅丽 记者 彭丽 yTWP1  
      作为集成电路产业中最关键的基础装备之一,光刻机在国内有着巨大的市场潜力,但高端光刻装备一直被国外所垄断,研制出国产化的光刻机一直是中国微纳加工领域几代科学家的“最大梦想”。 RiC1lCE  
      11月29日,中国科学家在实现梦想的路上迈出了关键一步。由中国科学院光电技术研究所(以下简称光电所)承担的国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过验收,这是世界上首台用紫外光实现了22nm分辨率的超分辨光刻装备,为纳米光学加工提供了全新的解决途径。 ~=~|@K  
      突破分辨力衍射极限 6@?4z Rkz  
      《科学》杂志曾提出本世纪125个最具挑战性的科学问题,其中第40个问题涉及能否大幅突破衍射极限制造完美光学透镜。 iJE  $3  
      光学光刻作为主流的光学制造技术,由于衍射极限的限制,这成为光刻机技术发展的主要技术瓶颈,同时导致光学光刻装备成本极高。而另一类电子束、离子束直写技术,虽然分辨率能达到10nm量级,但效率极低,难以用于批量生产器件。 I/D (gY06<  
      在这项世界性的难题面前,光电所率先实现了突破。光电所所长罗先刚告诉《中国科学报》记者:“2003年光电所在国际上率先发现了异常杨氏双缝干涉现象,揭示了亚波长结构中存在一种超构表面波,其等效波长可以调制到软X射线尺度,为突破衍射极限提供了全新的原理方法和直接的手段。” m.ev~Vv~  
      对于这项超分辨光刻技术的提出,中科院院士周光召曾评价:“这些成果是基础理论和工程应用紧密结合的全链条创新典范,是我国具有原创性、能引起国际引领作用的代表性工作。” wP.b2X_V  
      在光电所的努力下,中国的光刻机研制跳出了缩小波长、增大数值口径来提高分辨力的老路子,为突破22nm甚至10nm光刻节点提供了一种全新的技术,也为超分辨光刻装备提供了理论基础。 \<WRk4D  
      验收专家组表示:“项目在原理上突破分辨力衍射极限,建立了一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线,绕过了国外高分辨光刻装备技术知识产权壁垒,实现了我国技术源头创新,研制出了拥有自主知识产权、技术自主可控的超分辨光刻装备。该装备是世界上首台分辨力最高(22nm@365nm)超分辨光刻装备。” n}cjVH5  
      开辟“新”光刻技术和装备 XVcY?_AS#  
      为什么这台光刻装备采用了新的原理和技术?光电所研究员、项目副总设计师胡松告诉记者,采用传统技术的光刻机不仅受知识产权保护,还有诸多技术壁垒。在没有国外成熟经验可借鉴的情况下,项目成员想要开辟一条新路径。 #?8dInu>  
      2012年,光电所承担了国家重大科研装备——超分辨光刻装备项目。经过近7年艰苦攻关,项目组突破了高均匀性照明,超分辨光刻镜头,纳米级分辨力检焦及间隙测量,超精密、多自由度工件台及控制等关键技术,完成了装备研制。 &GF@9BXI3  
      这台装备采用365nm波长光源,单次曝光最高线宽分辨力达到22nm。对此,胡松打了一个比方:“这相当于我们用很粗的刀,刻出一条很细的线。” v< qN -zG  
      回忆这7年的攻关时刻,胡松告诉记者,一开始项目成员有些“不相信能做出这台设备”。但随着项目组先后实现了50nm、45nm、32nm超分辨成像光刻结果,大家的信心越来越坚定。 F)_zR  
      “我最激动的时候是去年7、8月份,当时我们做出了10nm×10nm的多场重复曝光,这意味着技术已经逐渐成熟。”胡松说。 k^ B<t'  
      在此基础上,项目组结合项目开发的高深宽比刻蚀、多重图形等配套工艺,实现了10nm以下特征尺寸图形的加工。该项目目前已获得了授权国内发明专利47项,国外发明专利4项,拥有完全自主知识产权。 z+IBy+  
      解决产业应用难题 ^]}+ s(  
      在当前的集成电路生产线上,193nm深紫外光刻机和EUV极紫外光刻机对中国处于封锁状态,而这台超分辨光刻装备,解决了紫外光刻机的机理、装备和工艺问题。“这让我国在高端光刻机技术方面突破封锁,并在逐步实现产业化方面有了从0到1的跨越。”胡松表示。 (Tt\6-  
      现在微纳光刻技术是现代先进制造的重要方向,是信息、材料等诸多领域的核心技术。与此同时,光学超材料、变革性光学等的出现,迫切需要发展专用的微纳制造工具。 +VxzWNs*JP  
      面对实际应用需求,项目组通过技术的延伸,解决了多种微纳功能材料和器件的加工难题,并实现了相关器件的制造。 ]t$wK  
      例如在生化传感芯片方面,通过超分辨光刻装备制备的纳米传感器件,可以实现对目标分子的高灵敏探测,避免检测过程中的接触污染,在早期癌症诊断技术方面实现突破。 .} al s  
      验收专家表示,利用超分辨光刻装备,项目组为航天科技集团第八研究院、中科院上海微系统与信息技术研究所、电子科技大学、四川大学华西二院、重庆大学等多家单位制备了一系列纳米功能器件,包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等,验证了超分辨光刻装备纳米功能器件加工能力,已达到实用化水平。 ?`ETlFtD4  
      验收专家一致认为:“这项装备形成了一条全新的纳米光学光刻技术路线,具有完全自主知识产权,为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性战略领域的跨越式发展提供了制造工具。” XS+2OutVo  
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