За останні п’ять років світове виробництво напівпровідників було практично синонімом геополітики літографічних машин. Літографічні системи EUV від ASML стали єдиним паспортом для передових процесів: будь-яка компанія, яка прагне вийти на вузли нижче 5 нм, повинна пройти через цей механічний гігант-машину вартістю понад 300 мільйонів доларів США, яка складається з 450 000 частин.
Від Apple до TSMC, від Samsung до Intel, інноваційний темп усієї галузі опосередковано стримувався виробничими потужностями та ритмом поставок...
Нещодавно команда професора Куанга Цуйфанга з Національної ключової лабораторії екстремальних оптичних технологій та інструментів (Науково-дослідний інститут екстремальних оптичних технологій та інструментів) оприлюднила своє досягнення: «10 000-канальна 3D нанолазерна літографічна система прямого запису». Цей прорив забезпечує нову підтримку для задоволення промислових потреб у високо-точному виробництві великих площ у мікро/нанообробці.
Комітет експертів з наукових і технологічних досягнень Китайського оптичного товариства одноголосно підтвердив: цей проект демонструє значні інновації в архітектурі системи, алгоритмах керування світловим полем і стратегіях обробки з високою-пропускною здатністю, а загальні показники продуктивності досягають найкращих світових рівнів.
1. Інновація · Розсуває межі від «одно-точності» до «десяти-тисяч-синхронізації»
Дво-технологія прямого запису лазерного двофотонного лазера з високою роздільною здатністю, низькими тепловими ефектами, можливістю-без маски та потенціалом 3D-обробки вже давно займає передові позиції у виробництві мікро/нано. Він знаходить широке застосування у виробництві чіпів, біомедицині, оптичному зберіганні, мікрофлюїдіці та точному датчику.
Однак традиційний-канальний лазерний прямий запис стикається з обмеженнями швидкості обробки, намагаючись задовольнити промислові вимоги до високо-точного виробництва на великих-площах.
«Наразі комерційне обладнання в усьому світі все ще переважно використовує однопроменеві-лазери для точкового--точкового друку 2D-візерунків або 3D-структур на матеріалах підкладки. Ми прагнемо сприяти трансформаційному прогресу в усій галузі та пов’язаних галузях за допомогою наукових інновацій», – пояснив Вен Цзісен,-дослідник Extreme Optics Technology and Instrumentation Research Інститут оптоелектроніки Університету Чжецзян і Міжнародний науково-технологічний інноваційний центр (STIC) «Наш високо{8}}пристрій з високою{9}}пропускною здатністю вперше досяг паралельного прямого запису з десятками тисяч лазерних точок, що є значним технологічним проривом».
Команда Куанга Цуйфанга запропонувала інноваційну схему керування світловим полем, яка поєднує цифрові мікродзеркала з масивами мікролінз, що дозволяє генерувати понад 10 000 (137×77) незалежно керованих лазерних фокусів у системі. Енергію кожної фокусної точки можна точно відрегулювати до понад 169 рівнів, досягаючи справжнього багато{6}}незалежного керування. Пристрій працює зі швидкістю друку 2,39 × 10⁸ вокселів/с, а швидкість і точність обробки досягають найкращих світових рівнів.
Одночасно, щоб вирішити такі технічні проблеми, як нерівномірна інтенсивність світла та аберації між кількома фокусними точками, команда розробила інтелектуальний глобальний алгоритм оптимізації. Це підвищило рівномірність інтенсивності світла фокальної решітки до понад 95%, одночасно ефективно виправляючи точкові спотворення, значно покращуючи послідовність і точність обробки в кількох каналах.
Крім того, дослідницька група запропонувала кілька інноваційних стратегій обробки. Це досягнення є не просто «міжнародною провідною» нагородою, а й революційним технологічним проривом. Це означає, що в мікроскопічній сфері виготовлення точних конструкцій ми нарешті перейшли від володіння однією «вишивальною голкою» до управління епохою «десяти тисяч голок, які вишивають в унісон».
2. Лідерство · Повно-інновації від передової науки до комерціалізації
Велич технології полягає не лише в досягненні наукових висот, але й у подоланні розриву між лабораторією та індустріалізацією. Народження багато-канальної 3D-нано{3}}лазерної системи-літографії з прямим-записом є прикладом такої «скрізної--інновації», надаючи виробничі інструменти, які колись вважалися неймовірними для багатьох передових-галузей.
12-дюймова пластина, оброблена багато{3}}канальною 3D нано{4}}лазерною системою прямого запису
Завдяки інноваційному підходу та дослідженням команди пристрій досягає точності обробки, що наближається до <-30 нм, швидкості обробки 42,7 мм²/хв і максимального розміру запису, що охоплює 12-дюймові кремнієві пластини. Академік Ву Ханьмін, головний науковий співробітник Центру науково-технічних інновацій, зазначив: «Очікується, що ця технологія вперше буде застосована в секторах невеликих партій продукції, що користуються індивідуальним попитом, і буде керувати майбутнім напрямком розвитку суміжних галузей».
У Центрі науково-технічних інновацій дослідницький інститут створив спільну лабораторію з Hangzhou Yuzhiquan Precision Instruments Co., Ltd. Ця співпраця зосереджена на вирішенні передових-наукових проблем у національній технології літографії з лазерним прямим записом, одночасно просуваючи комерціалізацію досліджень і розробок високоякісних-оптичних інструментів, сприяючи глибокій інтеграції наукових і промислових інновацій.
Наразі інститут досяг попередніх домовленостей щодо передачі технологій із кількома підприємствами в таких галузях, як виробництво масок, оптична боротьба-підробок і AR/VR. Керівник проекту Куанг Цуйфан заявив, що це обладнання...
