中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收

看來有的網友的理解有誤,簡單說ASML的光刻機的應用範圍比較單一,只能用於芯片刻制,我國的新一代超分辨光刻機,具有應用範圍廣,可以廣泛的用於各種超精度納米級的工藝加工,也就是說不僅可以用於芯片刻制,而且可以用於超分辨光刻裝備納米功能器件加工的各個領域。鑑於許多人對於我國新聞發佈的特點不夠了解,或者理解不深和全面,本人不自量力對這次新聞發佈的原文做一個大致解讀,如有不當請網友指正

現在附上科學網的原文

我國新一代超分辨光刻機通過驗收

作為集成電路產業中最關鍵的基礎裝備之一,光刻機在國內有著巨大的市場潛力,但高端光刻裝備一直被國外所壟斷,研製出國產化的光刻機一直是中國微納加工領域幾代科學家的“最大夢想”。

11月29日,中國科學家在實現夢想的路上邁出了關鍵一步。由中國科學院光電技術研究所(以下簡稱光電所)承擔的國家重大科研裝備研製項目“超分辨光刻裝備研製”通過驗收,這是世界上首臺用紫外光實現了22nm分辨率的超分辨光刻裝備,為納米光學加工提供了全新的解決途徑。

突破分辨力衍射極限

《科學》雜誌曾提出本世紀125個最具挑戰性的科學問題,其中第40個問題涉及能否大幅突破衍射極限製造完美光學透鏡。

光學光刻作為主流的光學制造技術,由於衍射極限的限制,這成為光刻機技術發展的主要技術瓶頸,同時導致光學光刻裝備成本極高。而另一類電子束、離子束直寫技術,雖然分辨率能達到10nm量級,但效率極低,難以用於批量生產器件。

在這項世界性的難題面前,光電所率先實現了突破。光電所所長羅先剛告訴《中國科學報》記者:“2003年光電所在國際上率先發現了異常楊氏雙縫干涉現象,揭示了亞波長結構中存在一種超構表面波,其等效波長可以調製到軟X射線尺度,為突破衍射極限提供了全新的原理方法和直接的手段。”

對於這項超分辨光刻技術的提出,中科院院士周光召曾評價:“這些成果是基礎理論和工程應用緊密結合的全鏈條創新典範,是我國具有原創性、能引起國際引領作用的代表性工作。”

在光電所的努力下,中國的光刻機研製跳出了縮小波長、增大數值口徑來提高分辨力的老路子,為突破22nm甚至10nm光刻節點提供了一種全新的技術,也為超分辨光刻裝備提供了理論基礎。

驗收專家組表示:“項目在原理上突破分辨力衍射極限,建立了一條高分辨、大面積的納米光刻裝備研發新路線,繞過了國外高分辨光刻裝備技術知識產權壁壘,實現了我國技術源頭創新,研製出了擁有自主知識產權、技術自主可控的超分辨光刻裝備。該裝備是世界上首臺分辨力最高超分辨光刻裝備。”

開闢“新”光刻技術和裝備

為什麼這臺光刻裝備採用了新的原理和技術?光電所研究員、項目副總設計師胡松告訴記者,採用傳統技術的光刻機不僅受知識產權保護,還有諸多技術壁壘。在沒有國外成熟經驗可借鑑的情況下,項目成員想要開闢一條新路徑。

2012年,光電所承擔了國家重大科研裝備——超分辨光刻裝備項目。經過近7年艱苦攻關,項目組突破了高均勻性照明,超分辨光刻鏡頭,納米級分辨力檢焦及間隙測量,超精密、多自由度工件臺及控制等關鍵技術,完成了裝備研製。

這臺裝備採用365nm波長光源,單次曝光最高線寬分辨力達到22nm。對此,胡松打了一個比方:“這相當於我們用很粗的刀,刻出一條很細的線。”

回憶這7年的攻關時刻,胡松告訴記者,一開始項目成員有些“不相信能做出這臺設備”。但隨著項目組先後實現了50nm、45nm、32nm超分辨成像光刻結果,大家的信心越來越堅定。

“我最激動的時候是去年7、8月份,當時我們做出了10nm×10nm的多場重複曝光,這意味著技術已經逐漸成熟。”胡松說。

在此基礎上,項目組結合項目開發的高深寬比刻蝕、多重圖形等配套工藝,實現了10nm以下特徵尺寸圖形的加工。該項目目前已獲得了授權國內發明專利47項,國外發明專利4項,擁有完全自主知識產權。

解決產業應用難題

在當前的集成電路生產線上,193nm深紫外光刻機和EUV極紫外光刻機對中國處於封鎖狀態,而這臺超分辨光刻裝備,解決了紫外光刻機的機理、裝備和工藝問題。“這讓我國在高端光刻機技術方面突破封鎖,並在逐步實現產業化方面有了從0到1的跨越。”胡松表示。

現在微納光刻技術是現代先進製造的重要方向,是信息、材料等諸多領域的核心技術。與此同時,光學超材料、變革性光學等的出現,迫切需要發展專用的微納製造工具。

面對實際應用需求,項目組通過技術的延伸,解決了多種微納功能材料和器件的加工難題,並實現了相關器件的製造。

例如在生化傳感芯片方面,通過超分辨光刻裝備製備的納米傳感器件,可以實現對目標分子的高靈敏探測,避免檢測過程中的接觸汙染,在早期癌症診斷技術方面實現突破

驗收專家表示,利用超分辨光刻裝備,項目組為航天科技集團第八研究院、中科院上海微系統與信息技術研究所、電子科技大學、四川大學華西二院、重慶大學等多家單位制備了一系列納米功能器件,包括大口徑薄膜鏡、超導納米線單光子探測器、切倫科夫輻射器件、生化傳感芯片、超表面成像器件等,驗證了超分辨光刻裝備納米功能器件加工能力,已達到實用化水平。

驗收專家一致認為:“這項裝備形成了一條全新的納米光學光刻技術路線,具有完全自主知識產權,為超材料/超表面、第三代光學器件、廣義芯片等變革性戰略領域的跨越式發展提供了製造工具。”

原文如上(按照有關規定不發出網址)

筆者認為:

本篇報道的第一段從我國新一代超分辨光刻機通過驗收到由中國科學院光電技術研究所(以下簡稱光電所)承擔的國家重大科研裝備研製項目“超分辨光刻裝備研製”通過驗收,這是世界上首臺用紫外光實現了22nm分辨率的超分辨光刻裝備,為納米光學加工提供了全新的解決途徑位置主要是講了三個關鍵問題。

中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收


1 我國新一代超分辨光刻機通過了國家級的驗收

這一點非常重要,因為新一代超分辨光刻機第一次報道是在2015年造出原型機,但是原型機的工作狀態,產品的質量和可靠性是否達到了設計和商業化應用的全狀態,這就需要通過時間和設備的使用來驗證,經過3年多的使用和驗證表明達到了設計指標,現在通過了國家級驗證,該設備將會金入道商品化生產和大規模工業化應用階段。

中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收


2 該光刻機的投產標誌著我國打破了高端光刻裝備一直被國外所壟斷的局面

3 指出這是世界上首臺用紫外光實現了22nm分辨率的超分辨光刻裝備,為納米光學加工提供了全新的解決途徑,也就是說走出了一條全新的光刻機的自主發展途徑。

第二段從 突破分辨力衍射極限到該裝備是世界上首臺分辨力最高超分辨光刻裝備為止也是談了三個問題

1 光刻機所需的光學基礎理論創新

2 跳出了原有的光刻機發展的理論和製造的老路子

3 該光刻機具有完全的自主產權,實現了低成本高效率的製造途徑

第三段從開闢“新”光刻技術和裝備到跨越式發展提供了製造工具為止談了5個問題

1 過去的光刻機研發要涉及諸多的外國的技術專利的制約,舉步維艱

2 光電所克服了各種困難解決了光刻機三大技術瓶頸的制約即光源的使用的基礎理論及應

用,光刻機鏡頭,光刻機工作臺的製造和運用的核心問題

3 光刻機在應用中工藝和技術日趨成熟可以進入商業化生產和工業化投產的水平

4 該光刻機具有廣泛的運用範圍和良好的應用前景

5 該光刻機在生產出來後在多個涉及一系列納米功能器件製造中發揮了巨大的作用,達到了設計標準,驗證了超分辨光刻裝備納米功能器件加工能力,已達到實用化水平。

最後的結尾再次強調 驗收專家一致認為:“這項裝備形成了一條全新的納米光學光刻技術路線,具有完全自主知識產權,為超材料/超表面、第三代光學器件、廣義芯片等變革性戰略領域的跨越式發展提供了製造工具。” 指出了該光刻機的戰略意義。

更為重要的是,項目副總設計師、中科院光電技術研究所研究員胡松在接受採訪時認為,現階段的應用前景僅限光柵、光子晶體之類的週期性結構,當然這些器件本身已經相當重要了(尤其是軍事應用)。

中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收


中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收


中國導彈有救了!我國新一代超分辨光刻機通過驗收


這意味著中國的各型軍事裝備,特別是各型包括洲際彈道導彈和各型巡航導彈以及各種戰機和大量需要芯片在內的武器裝備將用上追趕世界先進水平的中國軍芯,這個意義就太偉大了!

作者 NJ530408


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