【化工仪器网 行业百态】 在科技日新月异的今天，微纳加工技术作为半导体行业的基石，正以前所未有的速度推动着科技的进步。量子计算、柔性电子、可穿戴设备、生物电子学等新兴领域的兴起，将为微纳加工技术提供更为广阔的应用空间。同时，跨学科融合也将成为微纳加工技术发展的重要趋势，如与生物科学、材料科学、信息科学的深度融合，将催生出一系列颠覆性的创新成果，进一步推动人类社会的科技进步和文明发展。
西湖大学
在西湖大学先进微纳加工与测试平台主任李西军的带领下，我们走进西湖大学的先进微纳加工与测试平台(以下简称“平台”)，仿佛踏入了一个精密技术的殿堂，这里不仅汇聚了全球顶尖的半导体加工设备，更见证了无数科研创新与产业转化的辉煌历程。
先进微纳加工与测试平台实验楼
平台占地面积广阔，分为云栖平台和云谷平台两大区域，分别承载着不同的科研使命与发展目标。而此次参观的是占地3600平米的云谷平台，在云栖平台的基础上进一步拓广加工能力，实现III-V族和II-VI族半导体材料的成长和器件加工，并把微纳结构的表征能力提升到亚纳米精度和3D，目标在8-10年内实现微纳加工和表征能力的国际领先。
历史的印记：集成电路的演进之路
一踏入平台，首先映入眼帘的是一块详尽展示集成电路发展历史的展板。从最初的简单电路到如今高度集成的芯片，每一步都凝聚着科研人员的心血与智慧。而微纳加工技术，正是从这一辉煌历程中孕育而生，逐渐发展成为半导体产业不可或缺的一部分。
平台首先介绍了集成电路的复杂工艺流程，强调了微纳加工技术在其中的关键作用。集成电路的生产涉及多个步骤，但并不是每个步骤都对微纳加工至关重要。对于平台来说，图案化(如光刻技术)、薄膜沉积和干法刻蚀这三项核心技术构成了微纳加工的基础，也是最常用的工艺。除此之外，还包括表征技术和一些辅助设备，共同形成了微纳加工平台的五大核心模块。
微纳平台实验室
核心工艺的璀璨明珠
平台的核心区域，无疑是那些高精度、高效率的设备集群。光刻机、干法刻蚀机、电子束曝光机等尖端设备一字排开，它们各自承担着图形转移、材料去除、纳米级图案制作等关键任务。其中，光刻机以其高精度和高效率著称，是芯片制造中不可或缺的工具；而电子束曝光机，则以其卓越的纳米级加工能力，成为科研探索的利器。这些核心工艺不仅满足了科研需求，还通过引进高端设备，如DUVStepper光刻机和CD-SEM扫描电子显微镜，为科研成果的转化和小批量生产提供了有力支持。
干法刻蚀实验室
此外，平台还展示了干法刻蚀等核心工艺设备，将设计图形精确转移到衬底上，形成了所需的结构，这一过程涉及紫外光刻胶的保护和未保护区域的物理化学反应刻蚀。西湖大学具备不同类型刻蚀设备，包括紫外光刻机、3D打印机等，以适应各种材料需求。
值得一提的是，紫外光刻机在曝光时候必须是在黄光的环境下进行操作，因为紫外光刻机对紫外线是非常敏感的，如果是暴露于白光下操作，它就被提前被曝光了。
部分仪器展示(黄灯区)
表征技术的“火眼金睛”
为了确保加工结果的精确无误，平台配备了多套先进的表征设备，包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、聚焦离子束等高端设备。这些设备如同“火眼金睛”，能够深入材料内部，揭示出纳米级乃至原子级的微观结构，为科研人员提供了宝贵的实验数据。特别是电子束曝光机，其加工精度可达5纳米，虽然加工速度较慢，但在科研领域具有不可替代的作用。
表征实验室
镀膜技术的多样选择
镀膜区是平台的重要组成部分，这里提供了物理镀膜、化学气相沉积、原子层沉积等多种镀膜技术。根据器件的不同需求，科研人员可以选择合适的镀膜材料和工艺，确保器件性能的最优化。特别是原子层沉积技术，以其超薄的沉积厚度和高度的致密度，在半导体器件制造中发挥着不可替代的作用。
部分实验室仪器展示
国产设备的崛起与期待
在平台的众多设备中，也不乏国产设备的身影。虽然目前仍以进口设备为主，但平台自2018年起就开始采购国产设备，并进行性能评估和反馈。尽管国产设备在稳定性和精度上尚有一定差距，但其快速的售后服务和不断进步的技术水平，让人看到了国产设备崛起的希望。平台希望通过实际使用，为国产设备提供改进建议，推动其不断升级和完善。
未来，随着国产设备的不断发展和完善，相信会有更多国产设备加入到这个精密工坊中来，共同推动半导体科技的进步。
产学研融合的典范
平台不仅是一个科研探索的基地，更是一个产学研融合的典范。平台不仅服务于校内师生的科研需求，还吸引了众多校外用户前来使用设备。包括浙江大学、阿里巴巴等在内的多所高校和企业用户，都纷纷将目光投向了这个“精密工坊”。这不仅提升了平台的利用率和影响力，更为科研成果的转化和产业化提供了有力支持。
平台以其顶尖的设备、先进的技术和丰富的产学研资源，成为了半导体科技领域的一颗璀璨明珠。在这里，科研创新与产业转化紧密相连，共同书写着半导体科技的新篇章。未来，平台将继续引进更多高端设备，优化工艺流程，为我国半导体产业的发展贡献更多力量。
作者：南笙
