中国曾经研制出一种特别的光刻机

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我们国家在4年前，曾经研制出一种特别的光刻机，但是很少有人知道，它的名字叫超分辨率光刻机，这台光刻机可是哟经365nm波长实现22nm工艺制程，通过多重曝光等手段，还可以实现10nm以下的工艺制程。

2012年，中国科学院光电技术研究所承担了超分辨光刻装备的研制任务，经过近7年艰苦攻关，在无国外成熟经验可借鉴的情况下，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，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。
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，未来能够实现10纳米以下特征尺寸图形的加工。

它的验收成功，也标志着我国研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备，具有重大意义。

因为，超分辨率光刻机与ASML光刻机采用了完全不同的技术路线。

ASML最出名的当属EUV光刻机和DUV光刻机。EUV指的是极紫外光，它可以制造7nm以下的芯片，使用的是13.5nm波长的光源。另一个DUV光刻机，可以制造7nm以上的芯片，其中的DUV是深紫外光的意思，使用193nm波长的光源。

所以很明显，我们的超分辨率光刻机的光源波长，要比他们大很多，这是因为技术原理上的差异导致的。

超分辨率光刻机的工作原理是这样的，它采用表面等离子体超分辨光刻（surface plasma），也叫表面等离子超衍射光刻，是最近十几年兴起的一种新技术。具体是将入射光照射在透镜表面的小探针上，然后探针表面的电子就会有序的震荡，从而激发产生波长非常短的等离子体，然后在光刻胶上刻出非常小的图形。

而ASML的光刻机，是将激光束经过一些列反射整形后，过滤掉衍射，然后投射经过光刻模板，再投射到硅片上。


我在之前的视频里讲过，华为的光源专利，其目的就是先对强光源进行去相干处理，以达到匀光效果，这样才能保证光刻工艺的正常进行。


ASML光刻机的精度跟光源的波长、物镜的数值孔径是有关系的，波长越短越好，刻机分辨率就越高，制程工艺越先进。

而超分辨率光刻机在原理上突破分辨力衍射的极限，与ASML的技术路线完全不同，不依赖光源波长及镜头数值孔径的传统路线格局。

当然，研制出这款超分辨率光刻机，并不意味着我们已经实现了弯道超车，否则也不至于出现华为无法获得高端芯片的情况。

因为以现有的技术能力，这款光刻机只能做周期的线条和点阵，还是无法制作复杂的IC需要的图形的。

同时，它还有一个显著的缺点，就是聚焦的面积非常小，属于接触式光刻，易产生缺陷，并且因为是直写式光刻，所以生产效率很低。


所以，目前这款超分辨率光刻机只适用于特殊应用，例如科研攻关、技术研发等领域。

例如，该光刻机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。

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。

总之，这款表面等离子体超分辨光刻装备的成功研发，打破了传统光刻机的路线格局，形成一条全新的纳米光学光刻技术路线，绕开了国外相关领域的技术壁垒，具有完全自主知识产权，其关键技术指标达到超分辨成像光刻领域的国际领先水平。并且为我国超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性领域的跨越式发展提供了制造工具，具有重要的现实意义。

好了，今天就聊到这儿，别忘了点个关注，也可以在视频下面留言，一起讨论，明天咱们不见不散。