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中科院研发新式激光光刻技术:不必EUV 直击5nm

正文:

  荷兰ASML公司是全球唯一能生产EUV光刻机的公司,他们之前外态7nm以下工艺都必要EUV光刻机才走。现在中科院苏州纳米所的团队开发了一栽新的激光光刻技术,不必要行使EUV技术就能够制备出5nm特征线宽。

  半导体光刻最主要的指标是光刻分辨率,它跟波长及数值孔径NA相关,波长越短、NA越大,光刻精度就越高,EUV光刻机就是从之前193nm波长变成了13.5nm波长的EUV极紫外光,而NA指标要望物镜编制,ASML在这方面靠的是德国蔡司的NA=0.33的物镜,下一代才回到NA=0.55的程度。

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  中科院苏州所说相符国家纳米中央开展的这项钻研有所迥异,在无机钛膜光刻胶上,采用双激光束(波长为405 nm)交叠技术,经过准确控制能量密度及步长,实现了1/55衍射极限的突破(NA=0.9),达到了最幼5 nm的特征线宽。

  从中能够望出,国内钻研的光刻技术行使的是405nm波长的激光就实现了NA=0.9的衍射突破,能够制备5nm线宽工艺,这是一项庞大突破。

  这个挺进很快就会被各大媒体炎炒,不过照样那句话,现在是实验室中取得的技术突破,并异国达到量产的程度,而且原文并异国专门强调是用来生产半导体芯片的,甚至一个字都没挑到是光刻机,它更多地是用于迅速制备纳米狭缝电极阵列组织。

  被其他媒体炎炒之后,推想过两天就能望到中科院方面的辟谣了,相通前两年谁人10nm光刻的音信相通。

  以下是官方发布的全文,乐趣味的能够晓畅下:

  苏州纳米所说相符国家纳米中央在超高精度激光光刻技术上取得主要挺进

  亚10 nm的组织在集成电路、光子芯片、微纳传感、光电芯片、纳米器件等技术周围有着庞大的行使需求(图1),这对微纳添工的效果和精度挑出了很多新的挑衅。

  激光直写行为一栽高性价比的光刻技术,可行使不息或脉冲激光在非真空的条件下实现无掩模迅速刻写,大大降矮了器件制造成本,是一栽有竞争力的添工技术。然而,永远以来激光直写技术原由衍射极限以及邻近效答的节制,很难做到纳米尺度的超高精度添工。

  近期,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生钻研所张子旸钻研员与国家纳米中央刘前钻研员配相符,在Nano Letters上发外了题为“5 nm Nanogap Electrodes and Arrays by a Super-resolution Laser Lithography”的钻研论文,报道了一栽他们开发的新式5 nm超高精度激光光刻添工手段(DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00978)。

  中科院苏州纳米所张子旸钻研员团队永远从事微纳添工技术的开发、高速光通信半导体激光器、超快激光器等的研制做事(ACS Photonics 6, 1581, 2019;Light. Sci.APPl. 6,17170,2018;ACS Photonics, 5, 1084,2018,行业动态Adv. Opt. Photon.,2, 201, 2010;授权专利:106449897B);国家纳米中央刘前团队永远从事微纳添工手段及设备的创新钻研,发展出了多栽新式微纳添工手段和技术(专著:Novel Optical Technologies for Nanofabrications;Nano Letters17,1065,2017;Nature comm.7,13742,2016;Adv. Mater. 24,3010,2012;授权专利:美国US 2011/0111331 A1和日本J5558466)。

  本钻研中行使了钻研团队所开发的具有十足知识产权的激光直写设备,行使了激光与物质的非线性相互作用来挑高添工分辨率,其有别于传统的缩幼激光波长或添大数值孔径的技术路径;并打破了传统激光直写技术中受体原料为有机光刻胶的节制,可行使多栽受体原料,极大地扩展了激光直写的行使场景。

  本项做事中,钻研团队针对激光微纳添工中所面临的实际题目起程,很益地解决了高效和高精度之间的固有矛盾,开发的新式微纳添工技术在集成电路、光子芯片、微机电编制等多多微纳添工周围表现了汜博的行使前景。

  图1亚十纳米图形组织的行使周围和倾向。

  本做事中,基于光炎逆答机理,钻研团队设计开发了一栽新式三层堆叠薄膜组织。在无机钛膜光刻胶上,采用双激光束(波长为405 nm)交叠技术(见图2a),经过准确控制能量密度及步长,实现了1/55衍射极限的突破(NA=0.9),达到了最幼5nm的特征线宽。

  此外,钻研团队还行使这栽超分辨的激光直写技术,实现了纳米狭缝电极阵列组织的大周围制备(如图2b-c)。相较而言,采用通例聚焦离子束刻写,制备一个纳米狭缝电极必要10到20分钟,而行使本文开发的激光直写技术,能够一幼时制备约5×105个纳米狭缝电极,展现了可用于大周围生产的潜力。

  图2双束交叠添工技术暗示图(左)和5 nm狭缝电极电镜图(右)。

  纳米狭缝电极行为纳米光电子器件的基本组织,有着极为普及的行使。

  在本钻研中,该团队还行使发展的新技术制备出了纳米狭缝电极为基本组织的多维度可调的电控纳米SERS传感器。可在传感器一维倾向上对逆答“炎点”完善定点可控,实现了相通逻辑门“0”、“1”信号的编码和重复(图3a-b),并可经过狭缝间距和外添电压的转折,实现了对逆答“炎点”强度的准确可调(图3c-d),这对外观科学和痕量检测等钻研有偏主要的意义。

  图3(a)纳米SERS传感器的光学显微镜图;(b)一维线性扫描下拉曼信号谱;(c)迥异宽度下拉曼信号谱;(d)迥异外添电压下拉曼信号谱。

  该论文第一作者为中科院苏州纳米所与中国科学技术大学说相符教育硕士钻研生秦亮。中科院苏州纳米所与兰州大学说相符教育的博士钻研生黄源清和青岛大学物理学院夏峰为文章的共同第一作者。

  张子旸钻研员和刘前钻研员为论文的通讯作者。本做事得到了国家重点钻研计划项现在(2016YFA0200403)、国家自然科学基金(No.62875222、11874390、51971070)、Eu-FP7项现在(No.247644)、中国博士后科学基金(2017M612182)的声援。

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posted @ 20-07-15 05:24  作者:admin  阅读量:

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