我国成功研制出世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备可加工22纳米芯片

2018-11-29

据@军报记者 11月29日消息，由中国科学院光电技术研究所承担的国家重大科研装备——超分辨光刻装备项目今天在成都通过验收，这是我国成功研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。该光刻机由中国科学院光电技术研究所研制，光刻分辨力达到22纳米，结合多重曝光技术后，可用于制造10纳米级别的芯片。

超分辨光刻装备核心部件纳米定位干涉仪以及精密间隙测量系统

中科院理化技术研究所许祖彦院士等验收组专家一致表示，该光刻机在365纳米光源波长下，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米。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，绕过了国外相关知识产权壁垒。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。

超分辨光刻设备核心部件超分辨光刻镜头

同时，利用研制成功的超分辨光刻装备已制备出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，验证了该装备纳米功能器件加工能力，已达到实用化水平。

超分辨光刻设备加工的4英寸光刻样品

光刻机是制造芯片的核心装备，我国在这一领域长期落后。它采用类似照片冲印的技术，把一张巨大的电路设计图缩印到小小的芯片上，光刻精度越高，芯片体积可以越小，性能也可以越高。但由于光波的衍射效应，光刻精度终将面临极限。

采用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器

据中新网报道，中科院光电所所长、超分辨光刻装备项目首席科学家罗先刚研究员介绍说，2012年，该所承担了超分辨光刻装备这一国家重大科研装备项目研制任务，经过近7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和超精密、多自由度工件台及控制等关键技术，完成国际上首台分辨力最高的紫外超分辨光刻装备研制，其采用365纳米波长光源，单次曝光最高线宽分辨力达到22纳米(约1/17曝光波长)。在此基础上，项目组还结合超分辨光刻装备项目开发的高深宽比刻蚀、多重图形等配套工艺，实现了10纳米以下特征尺寸图形的加工。

中科院光电所科研人员展示利用超分辨光刻设备加工的超导纳米线单光子探测器

@军报记者介绍称，该光刻机制造的相关器件已在中国航天科技集团公司第八研究院、电子科技大学太赫兹科学技术研究中心、四川大学华西医院、中科院微系统所信息功能材料国家重点实验室等多家科研院所和高校的重大研究任务中取得应用。

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

目前，中科光电所超分辨光刻装备项目已发表论文68篇，已获授权国家发明专利47项，授权国际专利4项，并培养出一支超分辨光刻技术和装备研发团队。罗先刚表示，中科院光电所后续将进一步加大超分辨光刻装备的功能多样化研发和推广应用力度，推动国家相关领域发展。