Pēdējo piecu gadu laikā globālā pusvadītāju ražošana ir bijusi praktiski sinonīms litogrāfijas iekārtu ģeopolitikai. ASML EUV litogrāfijas sistēmas ir kļuvušas par vienīgo pasi progresīviem procesiem: jebkuram uzņēmumam, kas vēlas iekļūt mezglos, kuru garums ir mazāks par 5 nm, ir jāiziet cauri šai mehāniskajai behemotai{2}}iekārtai, kas maksā vairāk nekā 300 miljonus ASV dolāru un sastāv no 450 000 detaļu.
No Apple līdz TSMC, Samsung līdz Intel, visas nozares inovāciju tempu ir netieši ierobežojusi tās ražošanas jauda un piegādes ritms...
Nesen profesora Kuang Cuifang komanda Nacionālajā ekstrēmo optisko tehnoloģiju un instrumentācijas galvenajā laboratorijā (Extreme Optical Technology and Instrumentation Research Institute) atklāja savu sasniegumu: "10 000- kanālu 3D nanolāzera tiešās rakstīšanas litogrāfijas sistēmu". Šis sasniegums nodrošina jaunu atbalstu, lai apmierinātu rūpnieciskās prasības pēc augstas-precizitātes, lielas platības ražošanas mikro/nano apstrādē.
Ķīnas Optikas biedrības zinātnisko un tehnoloģisko sasniegumu ekspertu komiteja vienbalsīgi apstiprināja: šis projekts demonstrē nozīmīgus jauninājumus sistēmas arhitektūrā, gaismas lauka vadības algoritmos un augstas -caurlaidības apstrādes stratēģijās, kopumā veicot veiktspējas rādītājus, kas sasniedz starptautiski vadošos līmeņus.
1. Inovācija · Robežu palielināšana no "Viena-sitiena precizitātes" uz "desmit-tūkstoš-sitienu sinhronizāciju"
Divu-fotonu lāzera tiešās rakstīšanas tehnoloģija ar augstu izšķirtspēju, zemu termisko efektu, iespēju bez maskas-un 3D apstrādes potenciālu jau sen ir bijusi mikro/nano ražošanas priekšgalā. Tas atrod plašu pielietojumu mikroshēmu ražošanā, biomedicīnā, optiskajā glabāšanā, mikrofluidikā un precīzā sensorā.
Tomēr tradicionālajai viena-kanāla lāzera tiešai rakstīšanai ir apstrādes ātruma ierobežojumi, tāpēc ir grūti apmierināt rūpnieciskās prasības pēc augstas-precizitātes, lielas{2}}platības ražošanas.
"Pašlaik komerciālajās iekārtās visā pasaulē joprojām galvenokārt tiek izmantoti viena{0}}staru lāzeri 2D rakstu vai 3D struktūru punktveida-pa-punktu drukāšanai uz substrāta materiāliem. Mūsu mērķis ir virzīt pārveidojošu progresu visā jomā un ar to saistītajās nozarēs, izmantojot zinātniskas inovācijas," skaidroja Wen Jisen, pilna laika pētnieks no Zhjiangs Optetics Institute of Zhjiangs Instrumentation Institute. Universitātes Optoelektronikas skola un Hangdžou Starptautiskais zinātnes un tehnoloģiju inovāciju centrs (STIC). "Mūsu augstas -precizitātes, augstas caurlaidspējas{9}}ierīce pirmo reizi ir panākusi paralēlu tiešu rakstīšanu ar desmitiem tūkstošu lāzera punktu, kas iezīmē nozīmīgu tehnoloģisku izrāvienu."
Kuang Cuifang komanda inovatīvi ierosināja gaismas lauka vadības shēmu, kas apvieno digitālos mikrospoguļus ar mikrolēcu blokiem, ļaujot sistēmā izveidot vairāk nekā 10 000 (137 × 77) neatkarīgi vadāmu lāzera fokusa punktu. Katra fokusa punkta enerģiju var precīzi noregulēt vairāk nekā 169 līmeņos, panākot patiesu vairāku-kanālu neatkarīgu vadību. Ierīce darbojas ar drukāšanas ātrumu 2,39 × 10⁸ vokseļi/s, un apstrādes ātrums un precizitāte sasniedz starptautiski vadošo līmeni.
Vienlaikus, lai risinātu tādas tehniskas problēmas kā nevienmērīga gaismas intensitāte un novirzes vairākos fokusa punktos, komanda izstrādāja inteliģentu globālās optimizācijas algoritmu. Tas uzlaboja fokusa bloka gaismas intensitātes vienmērīgumu līdz vairāk nekā 95%, vienlaikus efektīvi koriģējot punktu kropļojumus, ievērojami uzlabojot konsekvenci un apstrādes precizitāti vairākos kanālos.
Turklāt pētnieku grupa ierosināja vairākas novatoriskas apstrādes stratēģijas. Šis sasniegums ir ne tikai "starptautiski vadošais" apbalvojums, bet arī graujošs tehnoloģisks sasniegums. Tas nozīmē, ka precīzas struktūras izgatavošanas mikroskopiskajā jomā mēs beidzot esam pārgājuši no vienas "izšūšanas adatas" uz "desmit tūkstošu adatu unisonu izšūšanas" laikmetu.
2. Vadība · Pilna{0}}ķēdes inovācija no progresīvās zinātnes līdz komercializācijai
Tehnoloģijas diženums slēpjas ne tikai zinātnisko augstumu mērogā, bet arī plaisas pārvarēšanā starp laboratoriju un industrializāciju. Daudz{1}}kanālu 3D nano-lāzera tiešās-rakstīšanas litogrāfijas sistēmas rašanās ir piemērs šādai "no gala-līdz-novācijai", nodrošinot ražošanas rīkus, kas reiz tika uzskatīti par neiedomājamiem daudzām progresīvām{7}}nozarēm.
12-collu plāksne, kas apstrādāta ar daudzu-kanālu 3D nano-lāzera tiešās rakstīšanas sistēmu
Pateicoties komandas novatoriskajai pieejai un izpētei, ierīce sasniedz apstrādes precizitāti, kas tuvojas sub-30 nm, apstrādes ātrumu 42,7 mm²/min un maksimālo rakstīšanas izmēru, kas aptver 12{5}}collu silīcija plāksnes. Akadēmiķis Vu Hanmings, Zinātnes un tehnoloģiju inovāciju centra galvenais zinātnieks šajā jomā, atzīmēja: "Paredzams, ka šī tehnoloģija vispirms tiks pielietota pielāgotās, augsta pieprasījuma un mazo partiju produktu nozarēs, un tā vadīs saistīto nozaru turpmāko attīstības virzienu."
Sci{0}}Tech Innovation Center pētniecības institūts ir izveidojis kopīgu laboratoriju ar Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. Šī sadarbība ir vērsta uz visprogresīvāko zinātnisko izaicinājumu risināšanu valsts tiešās lāzerrakstīšanas litogrāfijas tehnoloģijā, vienlaikus veicinot augstākās klases rūpniecisko inovāciju komercializāciju starp zinātnisko un optisko instrumentu dziļo pētniecību un izstrādi.
Šobrīd institūts ir panācis provizoriskus līgumus par tehnoloģiju nodošanu ar vairākiem uzņēmumiem tādās jomās kā masku ražošana, optiskā pret{0}}viltošana un AR/VR. Projekta vadītājs Kuangs Kuifangs paziņoja, ka šis aprīkojums...
