比利時微電子研究中心在納米孔制造領域取得重大技術突破,其利用阿斯麥公司最新極紫外光刻設備,首次實現了全晶圓級納米孔的規模化制備。這項成果被阿斯麥公關負責人評價為"光刻設備在生物醫學領域的意外驚喜應用",標志著分子傳感技術進入新的發展階段。
納米孔作為直徑僅數納米的微型通道,其尺寸約為人類發絲的萬分之一。這種微觀結構在生物醫學領域展現出獨特價值:當分子通過納米孔時,會引發離子電流的特異性波動,通過分析這些電信號特征,可精確識別分子的尺寸、結構、電荷屬性及相互作用模式。這種檢測方式具有單分子級別的靈敏度,為病毒、蛋白質、DNA等生物分子的精準分析提供了全新手段。
傳統納米孔制備技術存在明顯局限:實驗室環境下的制造速度緩慢、成本高昂且產品均勻性難以保證。比利時微電子研究中心的研究團隊通過極紫外光刻技術,在300毫米晶圓上成功制備出直徑約10納米的高均勻性納米孔陣列。這項突破不僅實現了量產化生產,更保證了每個納米孔的尺寸精度和重復性,有效解決了傳感器技術產業化的關鍵瓶頸。
基于極紫外光刻制備的固態納米孔具有顯著優勢。其尺寸可調控特性使該技術不僅適用于生物傳感領域,還能拓展至分子過濾和數據存儲等新興應用場景。當調整納米孔直徑時,可實現對特定分子的選擇性過濾;而在分子存儲方面,納米孔陣列有望成為高密度數據存儲的載體。這種多功能性為納米孔技術開辟了更廣闊的工業應用前景。
該研究團隊在論文中詳細闡述了技術原理:極紫外光刻通過精確控制光束曝光劑量和圖形轉移工藝,在晶圓表面形成均勻分布的納米級孔洞。相比傳統電子束光刻等逐點加工方式,這種全晶圓級制造技術將生產效率提升了數個數量級,同時將單個納米孔的制造成本降低至原有方法的百分之一。這種兼具精度與效率的制造方案,為納米孔傳感器的商業化應用掃清了主要障礙。











