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1nm以下制程的光刻机来了,精度远超EUV光刻机

2022-09-26 16:36:51 夏菲 阅读:
国外一精密制造公司就推出了亚纳米分辨率光刻系统,可以制造出具有0.768nm线宽(相当于2个硅原子的宽度)的芯片,精度远超EUV光刻机。但尽管它可能适用于小批量量子处理器芯片的制造,但目前对于大批量消费电子产品来说并不是一个好的解决方案。

EDN日前报道了台积电的 2 纳米制程工艺计划,将会在 2025 年量产,但台积电的2纳米还没来,国外一精密制造公司就已推出了亚纳米分辨率光刻系统,可以制造出具有0.768nm线宽(相当于2个硅原子的宽度)的芯片,精度远超EUV光刻机。CHAednc

使用量子物理技术

上周,美国公司 Zyvex Labs 宣布推出世界上分辨率最高的光刻系统——ZyvexLitho1,该工具使用量子物理技术来实现原子精度的电路打印和亚纳米(768 皮米——Si100 2×1 二聚体行宽度)分辨率。CHAednc

CHAednc

与当前 ASML 等公司提供的 EUV、DUV 方式不同,ZyvexLitho1 基于扫描隧道显微镜 (STM) 仪器,使用的是电子束光刻(EBL)方式,可以制造出具有0.768nm线宽(相当于2个硅原子的宽度)的芯片,精度远超EUV光刻机。CHAednc

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它使用一种称为氢去钝化光刻技术的方法工作,这是一种电子束光刻技术(EBL),可通过非常简单的仪器实现原子分辨率,并使用能量非常低的电子。CHAednc

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它使用量子物理学有效地聚焦低能电子和振动加热方法,以产生高度非线性(多电子)的曝光机制。HDL使用附着在硅表面的单层H原子作为非常薄的抗蚀剂层,并使用电子刺激解吸在抗蚀剂中创建图案。CHAednc

传统EBL使用大型昂贵的电子光学系统和非常高的能量(200Kev)来实现小光斑尺寸;但是高能电子(获得小光斑尺寸所必需的)分散在传统EBL使用的聚合物抗蚀剂中,并分散沉积的能量,从而形成更大的结构。HDL实现了比传统EBL更高的分辨率和精度。CHAednc

据介绍,该机器的用途包括为基于量子点的量子比特制作极其精确的结构,以实现最高的量子比特质量。该产品同时也可用于其他非量子相关应用,例如构建用于生物医学和其他化学分离技术的纳米孔膜,其缺点是吞吐量非常低。CHAednc

因此,尽管它可能适用于小批量量子处理器芯片的制造,但目前对于大批量消费电子产品来说并不是一个好的解决方案。CHAednc

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ZyvexLitho1 中嵌入了 ZyVector,这种具有低噪声和低延迟的 20 位数字控制系统使用户能够为固态量子器件和其他纳米器件制作原子级精确的图案。完整的 ZyvexLitho1 系统还配置了用于制造量子器件的 ScientaOmicron 超高真空 STM。CHAednc

STM 光刻技术的发明者 Joe Lyding 教授表示:「迄今为止,Zyvex Labs 的技术是原子级精确光刻技术最先进和唯一的商业化实现。」 CHAednc

关于Zyvex

据Zyvex Labs官网显示,Zyvex Corporation由 Jim Von Ehr 于 1997 年创立,旨在开发和商业化原子精密制造 (APM) 技术,以制造具有原子精密度的产品。如果开发得当,APM 允许灵活制造各种产品,从设计材料到超级计算机再到先进的医疗设备。CHAednc

在创办 Zyvex Corporation 之前,Jim 作为软件企业家的背景使他意识到 APM(创建“数字物质”)可以比任何现有技术更有效、更准确和更具成本效益地制造产品。CHAednc

早期,Zyvex Corporation 对 APM 进行了基础研究,并经常在此过程中构建自己的工具。最近,该公司通过开发商业纳米材料和纳米操作产品将该技术推向市场。CHAednc

2001 年,Zyvex Corporation 获得了美国国家标准与技术研究院先进技术计划 (NIST ATP) 颁发的一项重要研究奖。纳米技术应用和制造的组装商:开启纳米技术时代(程序 ID 70NANB1H3021)是与霍尼韦尔和几所支持微机电系统 (MEMS) 开发、纳米探测、纳米操作和其他基础纳米技术工作的大学共同承担成本的五年联合计划。CHAednc

2003 年和 2004 年,Zyvex 公司获得了美国 DARPA(国防高级研究计划局)颁发的小型企业创新研究 (SBIR) 奖,以开发 mini-SEM。小型扫描电子显微镜和用于生产低成本mini-SEM的制造组装技术支持了Zyvex在电子光学技术上的发展。CHAednc

2004 年,Zyvex 公司还收到了美国能源部的另一份 SBIR。用于透射电子显微镜的 MEMS 纳米探针(程序 ID DE-FG 0204ER84130)专注于开发用于透射电子显微镜 (TEM) 的基于 MEMS 的纳米操作器。该计划的结果间接导致了Zyvex MEMS 精细定位阶段的改进。CHAednc

2007 年 4 月,Zyvex Corporation 重组为三个独立的公司,以确保持续专注于产品:Zyvex Performance Materials LLC、Zyvex Instruments LLC 和 Zyvex Labs LLC。资产在三个公司之间分配,并为材料和仪器业务聘请了专门的管理人员。CHAednc

目前,Zyvex Labs 有两个目标:1、开发 APM;2、开发微细加工和 3D 微组装技术。Zyvex Labs的 MEMS 技术是在 Zyvex 为期 5 年、耗资 2500 万美元的 NIST ATP 项目期间开发的,目前正用于制造微型科学仪器,例如微型扫描电子显微镜和微型原子力显微镜,以及下一代纳米探测系统。这些系统将为更大的市场合作伙伴开发或根据最终产品分拆成独立的公司。Zyvex Labs 也是 Nano-Retina的创始合作伙伴,该公司正在构建一种先进的假肢视觉设备。CHAednc

参考链接:CHAednc

https://www.zyvexlabs.com/about/history/CHAednc

https://www.zyvexlabs.com/apm/products/zyvex-litho-1/CHAednc

https://www.zyvexlabs.com/wp-content/uploads/2022/09/ZL1-brochure.pdfCHAednc

责编:Demi
夏菲
电子技术设计(EDN China)助理产业分析师
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