Negli ultimi cinque anni, la produzione globale di semiconduttori è stata praticamente sinonimo della geopolitica delle macchine litografiche. I sistemi di litografia EUV di ASML sono diventati l'unico passaporto per processi avanzati: qualsiasi azienda che aspira a entrare nei nodi inferiori a 5 nm deve passare attraverso questo colosso meccanico-una macchina che costa oltre 300 milioni di dollari e composta da 450.000 parti.
Da Apple a TSMC, da Samsung a Intel, il ritmo di innovazione dell'intero settore è stato indirettamente limitato dalla sua capacità produttiva e dal ritmo dell'offerta...
Di recente, il team del professor Kuang Cuifang presso il National Key Laboratory of Extreme Optical Technology and Instrumentation (Extreme Optical Technology and Instrumentation Research Institute) ha svelato il suo risultato: il "Sistema di litografia a scrittura diretta con nano laser 3D da 10.000-canali". Questa innovazione fornisce un nuovo supporto per soddisfare le richieste industriali di produzione ad alta-precisione e su larga scala nella micro/nanoelaborazione.
Il comitato di esperti sui risultati scientifici e tecnologici della Società ottica cinese ha affermato all'unanimità: questo progetto dimostra una significativa innovazione nell'architettura di sistema, negli algoritmi di controllo del campo luminoso e nelle strategie di elaborazione ad alto- throughput, con parametri di prestazione complessivi che raggiungono livelli leader a livello internazionale.
1. Innovazione · Superare i confini dalla "precisione di un-colpo" alla "sincronizzazione di dieci-mille-colpi"
La tecnologia di scrittura diretta con laser a due-fotoni, con la sua alta risoluzione, i bassi effetti termici, la capacità di assenza di maschere-e il potenziale di elaborazione 3D, è da tempo in prima linea nella micro/nanofabbricazione. Trova ampie applicazioni nella produzione di chip, nella biomedicina, nella memorizzazione ottica, nella microfluidica e nel rilevamento di precisione.
Tuttavia, la tradizionale scrittura diretta laser a canale singolo- è soggetta a limiti di velocità di elaborazione e fatica a soddisfare le richieste industriali di produzione ad alta-precisione e su-grandi aree.
"Attualmente, le apparecchiature commerciali in tutto il mondo utilizzano ancora prevalentemente laser a raggio singolo per la stampa punto per punto di modelli 2D o strutture 3D su materiali di substrato. Il nostro obiettivo è favorire il progresso trasformativo in tutto il settore e nei settori correlati attraverso l'innovazione scientifica", ha spiegato Wen Jisen, ricercatore a tempo pieno presso l'Extreme Optics Technology and Instrumentation Research Institute della Scuola di Optoelettronica dell'Università di Zhejiang e dell'Hangzhou Centro internazionale per l'innovazione scientifica e tecnologica (STIC). "Il nostro dispositivo ad alta-precisione e-resa elevata ha raggiunto per la prima volta la scrittura diretta parallela con decine di migliaia di punti laser, segnando un significativo passo avanti tecnologico."
Il team di Kuang Cuifang ha proposto in modo innovativo uno schema di controllo del campo luminoso che combina microspecchi digitali con array di microlenti, consentendo la generazione di oltre 10.000 (137×77) punti focali laser controllabili in modo indipendente all'interno del sistema. L'energia di ciascun punto focale può essere regolata con precisione su oltre 169 livelli, ottenendo un vero controllo indipendente multi-canale. Il dispositivo funziona a una velocità di stampa di 2,39×10⁸ voxel/s, con velocità di elaborazione e precisione che raggiungono entrambi livelli leader a livello internazionale.
Allo stesso tempo, per affrontare le sfide tecniche come l’intensità della luce non uniforme e le aberrazioni tra più punti focali, il team ha sviluppato un algoritmo di ottimizzazione globale intelligente. Ciò ha migliorato l'uniformità dell'intensità della luce della matrice focale fino a oltre il 95%, correggendo efficacemente la distorsione spot, migliorando significativamente la coerenza e la precisione di elaborazione su più canali.
Inoltre, il gruppo di ricerca ha proposto molteplici strategie di elaborazione innovative. Questo risultato non è semplicemente un riconoscimento di “leader a livello internazionale”, ma una svolta tecnologica dirompente. Significa che nel regno microscopico della fabbricazione di strutture di precisione, siamo finalmente passati dal maneggiare un singolo “ago da ricamo” al comandare un’era di “diecimila aghi che ricamano all’unisono”.
2. Leadership · Innovazione-dell'intera catena dalla scienza di frontiera alla commercializzazione
La grandezza di una tecnologia non risiede solo nel raggiungere vette scientifiche, ma anche nel colmare il divario tra laboratorio e industrializzazione. La nascita del sistema di litografia multi-3D nano-laser diretto-scrittura esemplifica tale "innovazione end-to-end", fornendo strumenti di produzione un tempo ritenuti inimmaginabili per numerosi settori all'avanguardia.
Wafer da 12-pollici elaborato dal sistema di scrittura diretta laser multi-nano 3D-canale
Grazie all'approccio innovativo e all'esplorazione del team, il dispositivo raggiunge una precisione di elaborazione che si avvicina a meno di-30 nm, una velocità di elaborazione di 42,7 mm²/min e una dimensione massima di scrittura che copre wafer di silicio da 12-pollici. L'accademico Wu Hanming, capo scienziato sul campo presso il Centro per l'innovazione scientifica e tecnologica, ha osservato: "Si prevede che questa tecnologia verrà applicata per la prima volta in settori di prodotti personalizzati, altamente richiesti e in piccoli lotti, e guiderà la futura direzione di sviluppo delle industrie correlate."
Presso lo Sci-Tech Innovation Center, l'istituto di ricerca ha creato un laboratorio congiunto con Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. Questa collaborazione si concentra sull'affrontare le sfide scientifiche all'avanguardia-nella tecnologia nazionale di litografia laser diretta, promuovendo al contempo la commercializzazione di ricerca e sviluppo di strumenti ottici di fascia alta-promuovendo una profonda integrazione tra innovazione scientifica e industriale.
Attualmente, l'istituto ha raggiunto accordi preliminari per il trasferimento di tecnologia con diverse imprese in campi quali la produzione di mascherine, l'anti-contraffazione ottica e AR/VR. Il responsabile del progetto Kuang Cuifang ha dichiarato che questa attrezzatura...
