22納米分辨率！我國造出新式光刻機(jī)

11月29日，中科院光電技術(shù)研究所承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項目“超分辨光刻裝備研制”通過驗收，這是世界上首臺用紫外光源實現(xiàn)了22納米分辨率的光刻機(jī)。

光刻機(jī)相當(dāng)于一臺投影儀，將精細(xì)的線條圖案投射于感光平板，光就是一把雕刻刀。但線條精細(xì)程度有極限——不能低于光波長的一半。“光太胖，門縫太窄，光就過不去了。”參與研究的科學(xué)家楊勇告訴科技日報記者。

使用深紫外光源的光刻機(jī)是主流，其成像分辨率極限為34納米，分辨率進(jìn)一步提高要用多重曝光等技術(shù)，很昂貴。

2003年光電所開始研究一種新辦法：金屬和非金屬薄膜貼合，交界面會有無序的電子;光線照射金屬膜，使這些電子有序振動，產(chǎn)生波長短得多的電磁波，可用于光刻。

如此一來，“寬刀”就變成了“窄刀”。光電所研制的光刻機(jī)，在365納米波長光源下，單次曝光最高線寬分辨率達(dá)到22納米，相當(dāng)于1/17波長。

光刻機(jī)為人所熟悉，因為它是集成電路制造業(yè)的核心角色。目前荷蘭ASML公司壟斷的尖端集成電路光刻機(jī)，加工極限為7納米。光電所的光刻機(jī)分辨率為22納米，但定位有所不同。

光電所的光刻機(jī)擅長加工一系列納米功能器件，包括大口徑薄膜鏡、超導(dǎo)納米線單光子探測器、切倫科夫輻射器件、生化傳感芯片和超表面成像器件，這對中國的遙感成像、生化痕量測量、特種表面材料等領(lǐng)域有重要意義。

“ASML的EUV光刻機(jī)使用的13.5納米的極紫外光源，價格高達(dá)3000萬元，還要在真空下使用。”項目副總師胡松說，“而我們使用的365納米紫外光的汞燈，只要幾萬元一只。我們整機(jī)價格在百萬元級到千萬元級，加工能力介于深紫外級和極紫外級之間，讓很多用戶大喜過望。”

光電所走高分辨、大面積的技術(shù)路線，掌握了超分辨光刻鏡頭、精密間隙檢測、納米級定位精度工件臺、高深寬比刻蝕和多重圖形配套光刻工藝等核心專利，技術(shù)完全自主可控，在超分辨成像光刻領(lǐng)域國際領(lǐng)先。(高博)

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