寬刀雕細活，中國造出新式光刻機

科技日報記者 高博

11月29日，中科院光電技術研究所承擔的國家重大科研裝備研製項目“超分辨光刻裝備研製”通過驗收，這是世界上首台用紫外光源實現了22納米分辨率的光刻機。

中科院光電所科研人員操作超分辨光刻設備(供圖：中科院科技攝影聯盟)

光刻機相當於一台投影儀，將精細的線條圖案投射於感光平板，光就是一把雕刻刀。但線條精細程度有極限——不能低於光波長的一半。“光太胖，門縫太窄，光就過不去了。”參與研究的科學家楊勇告訴科技日報記者。

使用深紫外光源的光刻機是主流，其成像分辨力極限為34納米，分辨率進一步提高要用多重曝光等技術，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，產生波長短得多的電磁波，可用於光刻。

如此一來，“寬刀”就變成了“窄刀”。光電所研製的光刻機，在365納米波長光源下，單次曝光最高線寬分辨力達到22納米，相當於1/17波長。

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

光電所的光刻機擅長加工一系列納米功能器件，包括大口徑薄膜鏡、超導納米線單光子探測器、切倫科夫異塵餘生器件、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，特種表面材料等領域有重要意義。

項目副總設計師胡松研究員介紹超分辨光刻裝備研製項目突破情況（供圖：中科院科技攝影聯盟）

“ASML的EUV光刻機使用的13.5納米的極紫外光源，價格鋼彈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，只要幾萬元一隻。我們整機價格在百萬元級到千萬元級，加工能力介於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台、高深寬比刻蝕和多重圖形配套光刻工藝等核心專利，技術完全自主可控，在超分辨成像光刻領域國際領先。

來源：科技日報 文中圖片除注明外均來自網絡

編輯：朱麗

審核：管晶晶