近日，中科院光電技術(shù)研究所承擔(dān)的國(guó)家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過(guò)驗(yàn)收，這是世界上首臺(tái)用紫外光源實(shí)現(xiàn)了22納米分辨率的光刻機(jī)。
中科院光電所科研人員操作超分辨光刻設(shè)備(供圖：中科院科技攝影聯(lián)盟)
光刻機(jī)相當(dāng)于一臺(tái)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(zhǎng)的一半?！肮馓郑T(mén)縫太窄，光就過(guò)不去了。”參與研究的科學(xué)家楊勇告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
使用深紫外光源的光刻機(jī)是主流，其成像分辨力極限為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(kāi)始研究一種新辦法：金屬和非金屬薄膜貼合，交界面會(huì)有無(wú)序的電子；光線照射金屬膜，使這些電子有序振動(dòng)，產(chǎn)生波長(zhǎng)短得多的電磁波，可用于光刻。
如此一來(lái)，“寬刀”就變成了“窄刀”。光電所研制的光刻機(jī)，在365納米波長(zhǎng)光源下，單次曝光最高線寬分辨力達(dá)到22納米，相當(dāng)于1/17波長(zhǎng)。
光刻機(jī)為人所熟悉，因?yàn)樗羌呻娐分圃鞓I(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(zhǎng)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(cè)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(duì)中國(guó)的遙感成像，生化痕量測(cè)量，特種表面材料等領(lǐng)域有重要意義。
項(xiàng)目副總設(shè)計(jì)師胡松研究員介紹超分辨光刻裝備研制項(xiàng)目攻關(guān)情況（供圖：中科院科技攝影聯(lián)盟）
“ASML的EUV光刻機(jī)使用的13.5納米的極紫外光源，價(jià)格高達(dá)3000萬(wàn)元，還要在真空下使用?！表?xiàng)目副總師胡松說(shuō)，“而我們使用的365納米紫外光的汞燈，只要幾萬(wàn)元一只。我們整機(jī)價(jià)格在百萬(wàn)元級(jí)到千萬(wàn)元級(jí)，加工能力介于深紫外級(jí)和極紫外級(jí)之間，讓很多用戶(hù)大喜過(guò)望?！?/p>
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(cè)、納米級(jí)定位精度工件臺(tái)、高深寬比刻蝕和多重圖形配套光刻工藝等核心專(zhuān)利，技術(shù)完全自主可控，在超分辨成像光刻領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先。
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