比利时微电子研究中心在纳米孔制造领域取得重大技术突破,其利用阿斯麦公司最新极紫外光刻设备,首次实现了全晶圆级纳米孔的规模化制备。这项成果被阿斯麦公关负责人评价为"光刻设备在生物医学领域的意外惊喜应用",标志着分子传感技术进入新的发展阶段。
纳米孔作为直径仅数纳米的微型通道,其尺寸约为人类发丝的万分之一。这种微观结构在生物医学领域展现出独特价值:当分子通过纳米孔时,会引发离子电流的特异性波动,通过分析这些电信号特征,可精确识别分子的尺寸、结构、电荷属性及相互作用模式。这种检测方式具有单分子级别的灵敏度,为病毒、蛋白质、DNA等生物分子的精准分析提供了全新手段。
传统纳米孔制备技术存在明显局限:实验室环境下的制造速度缓慢、成本高昂且产品均匀性难以保证。比利时微电子研究中心的研究团队通过极紫外光刻技术,在300毫米晶圆上成功制备出直径约10纳米的高均匀性纳米孔阵列。这项突破不仅实现了量产化生产,更保证了每个纳米孔的尺寸精度和重复性,有效解决了传感器技术产业化的关键瓶颈。
基于极紫外光刻制备的固态纳米孔具有显著优势。其尺寸可调控特性使该技术不仅适用于生物传感领域,还能拓展至分子过滤和数据存储等新兴应用场景。当调整纳米孔直径时,可实现对特定分子的选择性过滤;而在分子存储方面,纳米孔阵列有望成为高密度数据存储的载体。这种多功能性为纳米孔技术开辟了更广阔的工业应用前景。
该研究团队在论文中详细阐述了技术原理:极紫外光刻通过精确控制光束曝光剂量和图形转移工艺,在晶圆表面形成均匀分布的纳米级孔洞。相比传统电子束光刻等逐点加工方式,这种全晶圆级制造技术将生产效率提升了数个数量级,同时将单个纳米孔的制造成本降低至原有方法的百分之一。这种兼具精度与效率的制造方案,为纳米孔传感器的商业化应用扫清了主要障碍。











