進(jìn)入科技發(fā)展日新月異的21世紀(jì)，微電子技術(shù)仍然是信息產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù)支撐。MOS集成電路已成為微電子產(chǎn)業(yè)的核心，它在向高集成和低成本方向發(fā)展的過程中，遵循著3年增長4倍、特征尺寸每3年縮小倍的摩爾定律，帶動(dòng)著半導(dǎo)體制造設(shè)備的不斷革新。
圍繞這一目標(biāo)，中國的科研人員們正在為中國的微電子技術(shù)不斷發(fā)展而埋頭苦干。作為其中一員，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所研究員嚴(yán)偉及其所在的團(tuán)隊(duì)，致力于研究微細(xì)加工技術(shù)，專注國家微電子裝備研發(fā)近20年，為我國微電子技術(shù)追趕世界腳步注入了強(qiáng)大的動(dòng)力。
光電探秘
2000年，畢業(yè)于四川大學(xué)的嚴(yán)偉和大多數(shù)年輕人一樣，懷抱一腔熱血，夢(mèng)想著在科學(xué)研究領(lǐng)域有所作為，造福祖國與社會(huì)。為此，他毅然選擇來到了同在四川成都的中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所。如今16年過去了，他早已在祖國西部這個(gè)美麗的城市落地生根。
在光電所，嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)一直致力于微納光學(xué)技術(shù)與微電子專用設(shè)備的研制工作，在微納光學(xué)變換理論、光學(xué)測(cè)量方法以及納米尺度微細(xì)加工方法領(lǐng)域有較為深入的研究。
提及設(shè)備和技術(shù)變革的動(dòng)力，21世紀(jì)，光刻技術(shù)將繼續(xù)居于諸多技術(shù)之首。而嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)研究的主要內(nèi)容便是光刻技術(shù)。
2010年，嚴(yán)偉入選“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃聯(lián)合學(xué)者項(xiàng)目，以“用于微納結(jié)構(gòu)制作的步進(jìn)投影數(shù)字光刻系統(tǒng)研制”項(xiàng)目為契機(jī)，突破了很多微納裝備核心關(guān)鍵技術(shù)。
在探索未知的科研道路上，總是荊棘密布，掌握和研發(fā)核心技術(shù)絕不只是口頭說說那么簡單。在“西部之光”項(xiàng)目中，要實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)原位加工技術(shù)在微電子裝備中的應(yīng)用，不僅要實(shí)現(xiàn)超高的光刻分辨力，而且還需實(shí)現(xiàn)超大面積微納結(jié)構(gòu)制作。
然而，受限于高分辨光刻投影物鏡的成像視場(chǎng)，單次曝光面積極為有限，所以需要對(duì)圖像進(jìn)行拼接。而在拼接過程中，工件臺(tái)必須處于高速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，與數(shù)字掩模圖像保持高同步性。
為此，嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)圍繞如何提高精度和光刻質(zhì)量做了大量實(shí)驗(yàn)分析。盡管重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的過程是枯燥且乏味的，但團(tuán)隊(duì)中的每一個(gè)人都能夠堅(jiān)守崗位。
繩鋸木斷，水滴石穿。在科研團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，實(shí)驗(yàn)終于取得了成功。團(tuán)隊(duì)突破了高均勻性照明、高速圖形發(fā)生器、高分辨力大視場(chǎng)成像、納米定位工件臺(tái)等很多光刻的關(guān)鍵技術(shù)。而這些重大突破的背后鐫刻著的，是嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)成員無數(shù)個(gè)不休不眠的日日夜夜。
在攻克多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)的同時(shí)，嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)對(duì)于光刻技術(shù)的研究更加深入，為技術(shù)器件化提供了有力的知識(shí)儲(chǔ)備。在隨后的研究中，這些技術(shù)也被成功延伸應(yīng)用到多種型號(hào)微納加工和檢測(cè)設(shè)備中，如首臺(tái)數(shù)字掩模光刻機(jī)、首臺(tái)光子篩激光直寫光刻機(jī)、微透鏡制備專用掩模移動(dòng)光刻機(jī)、納米壓印光刻機(jī)、同軸全息微納結(jié)構(gòu)3D成像儀等。
截至目前，項(xiàng)目后期設(shè)備累計(jì)推廣應(yīng)用達(dá)到500多臺(tái)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，其中有20多臺(tái)出口美國、新加坡、朝鮮、越南，開創(chuàng)了國產(chǎn)微電子設(shè)備出口的先例，結(jié)束了我國微電子加工和檢測(cè)設(shè)備完全依賴進(jìn)口且受制國外的歷史。
不僅如此，設(shè)備目前還廣泛應(yīng)用于微電子器件、聲表面器件、紅外探測(cè)器、衍射光學(xué)元件、微光機(jī)電系統(tǒng)、太陽能薄膜等微納系統(tǒng)的加工與檢測(cè)，為發(fā)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)在納米尺度空間可能存在的新現(xiàn)象與新效應(yīng)、探索基于納米結(jié)構(gòu)的新原理器件，提供了實(shí)用化專用設(shè)備。可以說，我國的微電子制造因?yàn)檎莆樟诉@些技術(shù)而邁出了新的一步，為國產(chǎn)芯片等電路板的研發(fā)制造提供了源動(dòng)力。
情寄科研
“從事科學(xué)研究，要做好心理和身體的準(zhǔn)備。”嚴(yán)偉平靜地說。
或許在很多人眼中，科研工作者可以享受著舒適的辦公環(huán)境，其實(shí)不然。只有深入到科研的第一線，科研人員才能敏銳地發(fā)現(xiàn)突破點(diǎn)；沒有面對(duì)失敗足夠的心理準(zhǔn)備以及吃苦耐勞的精神，科研工作就不可能走遠(yuǎn)。
不僅如此，要想提出一個(gè)富有創(chuàng)造性又可行的方案也絕不是一蹴而就的，同樣需要大量的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，并且要經(jīng)過深入地思考，反復(fù)地推敲。
“每一天都要精神飽滿。”這是嚴(yán)偉經(jīng)常告訴學(xué)生的一句話。或許正是因?yàn)檫@種對(duì)待工作、對(duì)待科研的熱情，才讓他在科研的道路上越走越遠(yuǎn)。
當(dāng)然，這種心理和身體的雙重準(zhǔn)備也一直是嚴(yán)偉及其團(tuán)隊(duì)追求并堅(jiān)守的東西。在這個(gè)人數(shù)不多的小團(tuán)隊(duì)中，盡管成員專業(yè)不同，但因?yàn)橛兄嗤膴^斗理念，才能夠各展其能，攻克一個(gè)個(gè)難關(guān)。
作為獲得“西部之光”惠及的科研工作者，嚴(yán)偉一直對(duì)這個(gè)幫助自己起飛的“朋友”有著特殊的情結(jié)。
“它給了我這樣在西部的科研工作者更多的發(fā)展機(jī)會(huì)，讓我獲得了足夠的物質(zhì)和精神支持，為我解決了最重要的后顧之憂，更為我的科研發(fā)展提供了良性循環(huán)的動(dòng)力。”談及“西部之光”，嚴(yán)偉的感激之情溢于言表。
對(duì)于“西部之光”的未來，嚴(yán)偉信心滿滿，他對(duì)《科學(xué)新聞》記者表示：“相信會(huì)有越來越多的青年科研工作者在‘西部之光’的照耀下，不畏困難，奮力前行，助力西部科技跨越式發(fā)展！”■