【康沃真空網】本周，美國公司Zyvex使用電子束光刻技術制造了768皮米，也就是0.7nm的芯片。
Zyvex推出的光刻系統(tǒng)名為ZyvexLitho1，基于STM掃描隧道顯微鏡，使用的是EBL電子束光刻方式，制造出了0.7nm線寬的芯片，這個精度是遠高于EUV光刻系統(tǒng)的，相當于2個硅原子的寬度，是當前制造精度最高的光刻系統(tǒng)。
這個光刻機制造出來的芯片主要是用于量子計算機，可以制造出高精度的固態(tài)量子器件，以及納米器件及材料，對量子計算機來說精度非常重要。
ZyvexLitho1不僅是精度最高的電子束光刻機，而且還是可以商用的，Zyvex公司已經可以接受其他人的訂單，機器可以在6個月內出貨。
2015年費曼獎得主、硅量子計算公司的首席執(zhí)行官、新南威爾士大學量子計算和通信技術中心主任Michelle Simmons教授表示，“建立一個可擴展的量子計算機有許多挑戰(zhàn)。我們堅信，要實現量子計算的全部潛力，需要高精度的制造。我們對ZyvexLitho1感到興奮，這是第一個提供原子級精密圖案的商業(yè)化工具?！?/p>
STM光刻技術的發(fā)明者、2014年費曼獎得主、伊利諾伊大學教授Joe Lyding表示：“到目前為止，Zyvex實驗室的技術是最先進的，也是這種原子級精確光刻技術的唯一商業(yè)化實現?！?/p>
Zyvex是致力于生產原子級精密制造工具的納米技術公司。這個產品是在DARPA（國防高級研究計劃局）、陸軍研究辦公室、能源部先進制造辦公室和德克薩斯大學達拉斯分校的Reza Moheimani教授的支持下完成的，他最近被國際自動控制聯合會授予工業(yè)成就獎，“以支持單原子規(guī)模的量子硅設備制造的控制發(fā)展”。
氫去鈍化光刻(HDL)：實現更高的分辨率和精度
氫去鈍化光刻(HDL)是電子束光刻(EBL)的一種形式，它通過非常簡單的儀器實現原子分辨率，并使用能量非常低的電子。它使用量子物理學有效地聚焦低能電子和振動加熱方法，以產生高度非線性（多電子）的曝光機制。HDL使用附著在硅表面的單層H原子作為非常薄的抗蝕劑層，并使用電子刺激解吸在抗蝕劑中創(chuàng)建圖案。
傳統(tǒng)EBL使用大型昂貴的電子光學系統(tǒng)和非常高的能量(200Kev)來實現小光斑尺寸；但是高能電子（獲得小光斑尺寸所必需的）分散在傳統(tǒng)EBL使用的聚合物抗蝕劑中，并分散沉積的能量，從而形成更大的結構。HDL實現了比傳統(tǒng)EBL更高的分辨率和精度。
數據顯示，光刻膠中的沉積能量不會下降到光束中心的10%，直到徑向距離約為4nm。
使用HDL，實驗團隊能夠暴露比EBL的10%閾值半徑小>10倍的單個原子。這個小得多的曝光區(qū)域令人驚訝，因為HDL不使用光學器件，只是將鎢金屬尖端放置在H鈍化硅樣品上方約1nm處。人們會期望，如果沒有光學器件來聚焦來自尖端的電子，那么曝光區(qū)域會更大。
距H鈍化硅表面約1nm的W掃描隧穿顯微鏡（STM）尖端
電子似乎不太可能只遵循暴露單個H原子所需的實心箭頭路徑。為了解決這個謎團，我們必須了解電子實際上不是從尖端發(fā)射（在成像和原子精密光刻模式下），而是從樣品到尖端（在成像模式下）或從尖端到樣品（在光刻模式下）模式。使用具有無限平坦和導電襯底的簡單模型、STM尖端頂點處單個W原子的發(fā)射以及簡化的隧穿電流模型，我們將看到電流隨著隧穿距離呈指數下降。
嵌入ZyvexLitho1的是ZyVector。這個20位數字控制系統(tǒng)具有低噪音、低延遲的特點，使用戶能夠為固態(tài)量子設備和其他納米設備和材料制作原子級的精確圖案。ZyvexLitho1是一個完整的掃描隧穿光刻系統(tǒng)，具有任何其他商業(yè)掃描隧穿光刻系統(tǒng)不具備的功能：能夠實現無失真成像、自適應電流反饋回路、自動晶格對準、數字矢量光刻、自動化腳本和內置計量。
不僅如此，完整的ZyvexLitho1系統(tǒng)還包括一個為制造量子器件而配置的ScientaOmicron超高真空STM（掃描隧穿顯微鏡）。ScientaOmicron的SPM產品經理Andreas Bettac博士表示：“在這里，我們將最新的超高真空系統(tǒng)設計和ScientaOmicron的成熟的SPM與Zyvex的STM光刻專用的高精度STM控制器相結合。我期待與Zyvex繼續(xù)進行富有成效的合作?！?/p>
雖然EBL電子束光刻機的精度可以輕松超過EUV光刻機，但是，這種技術的缺點也很明顯，那就是產量很低，無法大規(guī)模制造芯片，只適合制作那些小批量的高精度芯片或者器件，指望它們取代EUV光刻機也不現實。
