我科学家另辟蹊径造出9纳米光刻试验样机新葡萄

日期:2019-10-31编辑作者:电工电气

电工电气网】讯

中国科研团队成功研制出9纳米光刻试验样机。

记者从武汉光电国家研究中心获悉,该中心甘棕松团队采用二束激光在自研的光刻胶上突破了光束衍射极限的限制,采用远场光学的办法,光刻出最小9纳米线宽的线段,实现了从超分辨成像到超衍射极限光刻制造的重大创新。

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光刻机是集成电·生产制造过程中的关键设备,主流深紫外和极紫外光刻机主要由荷兰ASML公司¢断生产,属于国内集成电·制造业的“卡脖子”技术。2009年甘棕松团队遵循诺贝尔化学奖得主德国科学家斯特凡·W·赫尔的超分辨荧光成像的基本原理,在û有任何可借鉴的技术情况下,开拓了一条光制造新的·径。

中国《科技日报》于北京时间4月15日披露,这项成果由中国武汉光电国家研究中心的甘棕松团队创造。

双光束超衍射极限光刻技术完全不同于目前主流集成电·光刻机不断降低光刻波长,从193纳米波长的深紫外过渡到13.5纳米波长的极紫外的技术·线。甘棕松团队利用光刻胶材料对不同波长光束能够产生不同的光化学反应,经过精心的设计,让自主研发的光刻胶能够在第一个波长的激光光束下产生固化,在第二个波长的激光光束下破坏固化;将第二束光调制成中心光强为零的空心光与第一束光形成一个重合的光斑,同时作用于光刻胶,于是只有第二束光中心空心部分的光刻胶最终被固化,从而远场突破衍射极限。

光刻机是集成电路生产制造过程中的关键设备,主流深紫外和极紫外光刻机主要由荷兰ASML公司垄断生产。

该技术原理自2013年被甘棕松等验证以来,一直面临从原理验证样机到可商用化的工程样机的开发困难。团队经过2年的工程技术开发,分别克服了材料,软件和零部件国产化等三个方面的难题。开发了综合性能超过国外的包括有机树脂、半导体材料、金属等多类光刻胶,采用更具有普适性的双光束超分辨光刻原理解决了该技术所配套光刻胶种类单一的问题。实现了微纳三维器件结构设计和制造软件一体化,可无人值守智能制造。

报道强调,2009年甘棕松团队在没有任何可借鉴的技术情况下,开拓一条光制造新的路径。

同时通过合作实现了样机系统关键零部件包括飞秒激光器、聚焦物镜等的国产化,在整机设备上验证了国产零部件具有甚至超越国外同类产品的性能。双光束超衍射极限光刻系统目前主要应用于微纳器件的三维光制造,δ来随着进一步提升设备性能,在解决制造速度等关键问题后,该技术将有望应用于集成电·制造。甘棕松说,最关键的是,我们打破了三维微纳光制造的国外技术¢断,在这个领域,从材料、软件到光机电零部件,我们都将不再受制于人。

甘棕松团队掌握的双光束超衍射极限光刻技术不同于主流集成电路光刻机从193纳米波长的DUV过渡到13.5纳米波长的EUV的技术路线。

报道表示,经过团队两年工程开发,已造出性能超海外的有机树脂、半导体材料、金属等光刻胶。

双光束超衍射极限光刻系统关键零部件如飞秒激光器、聚焦物镜均已国产化。

报道指,上述系统目前应用于微纳器件的三维光制造,在解决速度等问题后,可用于集成电路制造。

甘棕松强调,打破三维微纳光制造技术海外垄断,将使中国从材料、软件到光机电零部件不再受制于人。

因芯片的巨量需求,加之中美贸易战的封杀刺激,中国加大在光刻机领域的投入。

今年3月1日,在北京科技奖励大会上,清华大学朱煜团队主导的新型光刻机技术项目获一等奖。

《科技日报》当时披露,该项目全称纳米运动精度光刻机超精密双工件台技术与应用。

报道称,朱煜团队突破的技术,让中国成为全球第二个掌握双工件台研制技术的国家,是中国国产高端光刻机发展的标志。

中国已研制出两台样机,而美日掌握的是单工件台,其生产速度只有每小时80片,双工件台的生产速度可以高达每小时270片至300片。

另外,中国研制的双工件台在高速运动的情况下,达到2纳米的运动精度,接近阿斯麦双工件台的精度。

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