За последние пять лет глобальное производство полупроводников стало практически синонимом геополитики литографических машин. Системы EUV-литографии ASML стали единственным пропуском к передовым процессам: любая компания, стремящаяся внедрить узлы размером менее 5 нм, должна пройти через этого механического гиганта-машину стоимостью более 300 миллионов долларов, состоящую из 450 000 деталей.
От Apple до TSMC, от Samsung до Intel — темпы инноваций во всей отрасли косвенно сдерживались ее производственными мощностями и ритмом поставок...
Недавно команда профессора Куанга Цуифана из Национальной ключевой лаборатории экстремальных оптических технологий и приборов (Научно-исследовательский институт экстремальных оптических технологий и приборов) представила свое достижение: «10 000-канальную 3D-нанолазерную систему прямой литографии с прямым письмом». Этот прорыв обеспечивает новую поддержку для удовлетворения промышленных потребностей в высокоточном производстве больших площадей в области микро-/нанообработки.
Комитет экспертов по научным и технологическим достижениям Китайского оптического общества единогласно подтвердил: «Этот проект демонстрирует значительные инновации в архитектуре системы, алгоритмах управления световым полем и стратегиях обработки с высокой-пропускной способностью, при этом общие показатели производительности достигают ведущих мировых уровней».
1. Инновации · Расширение границ от «точности одного-хода» до «синхронизации десяти-тысяч-ходов»
Технология прямой двухфотонной лазерной записи с высоким разрешением, низкими тепловыми эффектами, возможностью отсутствия маски-и возможностями трехмерной обработки уже давно находится на переднем крае микро- и нанопроизводства. Он находит широкое применение в производстве чипов, биомедицине, оптических хранилищах, микрофлюидике и прецизионном зондировании.
Однако традиционная одноканальная-прямая лазерная запись сталкивается с ограничениями по скорости обработки и изо всех сил пытается удовлетворить промышленные потребности в высокоточном-производстве на больших-площадях.
"В настоящее время в коммерческом оборудовании во всем мире по-прежнему преимущественно используются однолучевые-лазеры для точечной--точечной печати 2D-шаблонов или 3D-структур на материалах подложек. Мы стремимся добиться преобразующего прогресса во всей этой области и смежных отраслях посредством научных инноваций", – объяснил Вэнь Цзисен, штатный исследователь-научно-исследовательского института экстремальных оптических технологий и приборостроения Школы оптоэлектроники Чжэцзянского университета и Международный научно-технический инновационный центр Ханчжоу (STIC) «Наше высокоточное устройство с высокой-пропускной способностью впервые осуществило параллельную прямую запись с помощью десятков тысяч лазерных точек, что ознаменовало значительный технологический прорыв».
Команда Куанга Цуифана новаторски предложила схему управления световым полем, сочетающую цифровые микрозеркала с массивами микролинз, позволяющую генерировать более 10 000 (137 × 77) независимо управляемых лазерных фокусных точек в системе. Энергию каждой фокусной точки можно точно настроить на более чем 169 уровнях, обеспечивая настоящее много-независимое управление. Устройство работает со скоростью печати 2,39×10⁸ вокселей/с, а скорость и точность обработки достигают ведущих мировых уровней.
Одновременно для решения технических проблем, таких как неравномерная интенсивность света и аберрации между несколькими фокусными точками, команда разработала интеллектуальный алгоритм глобальной оптимизации. Это повысило однородность интенсивности света фокальной матрицы до более чем 95 %, одновременно эффективно исправив точечные искажения, значительно улучшив согласованность и точность обработки по нескольким каналам.
Кроме того, исследовательская группа предложила несколько инновационных стратегий обработки. Это достижение является не просто «международной» наградой, но и революционным технологическим прорывом. Это означает, что в микроскопической сфере изготовления точных структур мы наконец перешли от владения одной «иглой для вышивания» к эпохе «десяти тысяч игл, вышивающих в унисон».
2. Лидерство · Полная-цепочка инноваций: от передовой науки до коммерциализации
Величие технологии заключается не только в достижении научных высот, но и в преодолении разрыва между лабораторией и индустриализацией. Появление многоканальной системы 3D-нано-лазерной прямой-литографии с прямой-печатью является примером такой "сквозной--инновации", предоставляющей производственные инструменты, которые раньше считались невообразимыми, для многих передовых-передовых отраслей.
12-пластина, обработанная много-3D-нано-лазерной системой прямой записи
Благодаря инновационному подходу и исследованиям команды устройство достигает точности обработки, приближающейся к суб-30 нм, скорости обработки 42,7 мм²/мин и максимального размера записи, охватывающего 12-дюймовые кремниевые пластины. Академик У Ханьмин, главный научный сотрудник Научно-технического инновационного центра, отметил: «Ожидается, что эта технология будет впервые применена в секторах индивидуальной, востребованной и мелкосерийной продукции, и она будет определять будущее направление развития смежных отраслей».
В Научно--техническом инновационном центре исследовательский институт создал совместную лабораторию с компанией Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. Это сотрудничество направлено на решение передовых научных задач в области национальной технологии лазерной прямой литографии и одновременное продвижение коммерциализации высокотехнологичных-НИОКР в области оптических приборов, что способствует глубокой интеграции научных и промышленных инноваций.
В настоящее время институт достиг предварительных соглашений о передаче технологий с несколькими предприятиями в таких областях, как производство масок, оптическая защита от-подделок и AR/VR. Руководитель проекта Куанг Цуйфан заявил, что это оборудование...
