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国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”顺利通过验收

2018-11-29 16:00来源:中华儿女新闻网编辑:董颖作者:

  2018年11月29日,由中国科学院光电技术研究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”顺利通过验收。验收专家组由中国科学院理化技术研究院许祖彦院士担任组长。该项目组结合实际应用需求,通过技术的延伸,实现了系列化的超分辨光刻装备研制,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,相关器件已在多家科研院所和高校的重大研究任务中取得应用。

  

  中科院光电所科研人员操作超分辨光刻设备(供图:中科院科技摄影联盟)

  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,其水平高低也是体现一个国家综合实力的标志。然而,由于历史原因,我国在此领域长期落后于并受制于西方发达国家;另外一方面,光学超材料、变革性光学等诸多颠覆性技术的出现,迫切需要发展专用的微纳制造工具。

  深紫外光刻作为国际领先的主流纳米技术,由于衍射极限的限制,即使通过数十片超精密复杂镜片,还需采用浸没式、多次曝光、多重图形等技术进一步提高分辨力,导致光刻装备成本极高。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,难以满足新兴领域对纳米制造的需求!

  2003年,中国科学院光电技术研究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,且其波长可以调制到软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。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6年艰苦攻关,在无国外成熟经验可借鉴的情况下,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,完成了国际上首台分辨力最高的超分辨光刻装备研制。采用365nm波长光源,单次曝光最高线宽分辨力达到22nm(约1/17曝光波长)。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。

  

  项目副总设计师胡松研究员介绍超分辨光刻装备研制项目攻关情况(供图:中科院科技摄影联盟)

  专家组一致认为:项目组按照实施方案的要求,圆满完成了超分辨光刻装备的研制工作,装备所有技术指标均达到或优于实施方案规定的考核指标要求,关键技术指标达到超分辨成像光刻领域的国际领先水平。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。项目组突破了超分辨光刻镜头、精密间隙检测、纳米级定位精度工件台、高深宽比刻蚀和多重图形配套光刻工艺等核心关键技术,加工分辨力已延伸到10nm以下。利用超分辨光刻装备,为多家单位制备了一系列纳米功能器件,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。专家组一致同意项目通过验收。

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