美國公司推出最強(qiáng)分辨率光刻機(jī)，能造0.768nm芯片

來源：電子工程專輯

Zyvex Labs推出世界上最高分辨率的光刻系統(tǒng) — ZyvexLitho1，該工具使用量子物理技術(shù)來實(shí)現(xiàn)原子精度圖案化和亞納米(768 皮米——Si (100) 2 x 1 二聚體行的寬度)分辨率。

ZyvexLitho1 是一款基于掃描隧道顯微鏡 (STM：Scanning Tunneling Microscopy) 儀器，Zyvex Labs 自 2007 年以來一直在改進(jìn)該儀器。ZyvexLitho1 包含許多商業(yè)掃描隧道顯微鏡所不具備的自動(dòng)化特性和功能。

也就是說，這款號(hào)稱“全球分辨率最高的亞納米分辨率”光刻系統(tǒng)并沒有采用EUV光刻技術(shù)，而是基于STM掃描隧道顯微鏡，使用的是電子束光刻(EBL)方式，制造出0.768nm線寬的芯片。光刻技術(shù)采用STM光刻。

其中，ZyvexLitho1所采用的電子束光刻(EBL)技術(shù)核心是使用氫去鈍化光刻(HDL)從Si(100) 2×1二聚體列(dimer row)重建表面去除氫(H)原子，氫去鈍化光刻是電子束光刻(EBL)的一種形式。

援引Zyvex Labs報(bào)道表示，Zyvex Labs 現(xiàn)在正在接受 ZvyvexLitho1 系統(tǒng)的訂單，交貨期約為 6 個(gè)月。

這款能制造0.7nm芯片的先進(jìn)工藝的誕生，它的應(yīng)用市場(chǎng)在哪里?援引Michelle Simmons 教授表示，“我們對(duì) ZyvexLitho1 感到興奮，這是第一個(gè)提供原子精度圖案化的商用工具。構(gòu)建可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)存在許多挑戰(zhàn)，我們堅(jiān)信要實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的全部潛力，需要高精度制造?！?/span>

也就是說，該機(jī)器的用途包括為基于量子點(diǎn)的量子比特制作極其精確的結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)最高的量子比特質(zhì)量。該產(chǎn)品可用于其他非量子相關(guān)應(yīng)用，例如構(gòu)建用于生物醫(yī)學(xué)和其他化學(xué)分離技術(shù)的納米孔膜。

STM 光刻技術(shù)的發(fā)明者 Joe Lyding 教授表示：“迄今為止，Zyvex Labs 技術(shù)是這種原子級(jí)精確光刻技術(shù)的最先進(jìn)和唯一的商業(yè)化實(shí)現(xiàn)?！?Lyding 是 2014 年費(fèi)曼獎(jiǎng)獲得者，也是伊利諾伊大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)的 Robert C. MacClinchie 特聘教授。

Zyvex 表示，ZyvexLitho1 中嵌入的是我們的 ZyVector，這種具有低噪聲和低延遲的 20 位數(shù)字控制系統(tǒng)使我們的用戶能夠?yàn)楣虘B(tài)量子器件和其他納米器件和材料制作原子級(jí)精確的圖案，完整的 ZyvexLitho1 系統(tǒng)還包括配置用于制造量子器件的 ScientaOmicron 超高真空 STM。

“我期待繼續(xù)與 Zyvex 進(jìn)行富有成效的合作，”ScientaOmicron 產(chǎn)品經(jīng)理 SPM Andreas Bettac 博士評(píng)論道。“在這里，我們將最新的 UHV 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和 ScientaOmicron 久經(jīng)考驗(yàn)且成熟的 SPM 與 Zyvex 用于基于 STM 的光刻的專用高精度 STM 控制器相結(jié)合?！?/span>

該產(chǎn)品得到了 DARPA(國防高級(jí)研究計(jì)劃署)、陸軍研究辦公室、能源部先進(jìn)制造辦公室和德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的 Reza Moheimani 教授的支持，后者最近獲得了工業(yè)成就獎(jiǎng)國際自動(dòng)化控制聯(lián)合會(huì)授予“支持在單原子尺度上制造量子硅器件的控制發(fā)展”。

不過該產(chǎn)品的缺點(diǎn)是吞吐量非常低，它可能更適合制造小批量的量子處理器芯片。

Zyvex Labs在官網(wǎng)中也表示，該系統(tǒng)能夠使原子精密光刻成為現(xiàn)實(shí)，當(dāng)中用于 STM 光刻的 UHV 系統(tǒng) 、前體氣體計(jì)量和 Si MBE 、數(shù)字矢量光刻和自動(dòng)化和腳本。他們表示，如果沒有亞納米分辨率和精度，這種 7.7 納米(10 像素)正方形的曝光是不可能的。

如果沒有亞納米級(jí)別的分辨率和精度，這種 7.7 納米(10 像素)正方形的曝光是不可能的。來源Zyvex Labs

關(guān)于Zyvex Corporation

Zyvex Corporation 由 Jim Von Ehr 于 1997 年創(chuàng)立，旨在開發(fā)和商業(yè)化原子精密制造 (APM) 技術(shù)，以制造具有原子精密度的產(chǎn)品。如果開發(fā)得當(dāng)，APM 允許靈活制造各種產(chǎn)品，從設(shè)計(jì)材料到超級(jí)計(jì)算機(jī)再到先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備。

在創(chuàng)辦 Zyvex Corporation 之前，作為軟件企業(yè)家背景的Jim意識(shí)到 APM(創(chuàng)造“數(shù)字物質(zhì)”)可以讓產(chǎn)品的制造比任何現(xiàn)有技術(shù)更高效、準(zhǔn)確和成本效益高。

早期，Zyvex Corporation 對(duì) APM 進(jìn)行了基礎(chǔ)研究，并經(jīng)常在此過程中構(gòu)建自己的工具。最近，該公司通過開發(fā)商業(yè)納米材料和納米操作產(chǎn)品將該技術(shù)推向市場(chǎng)。

2001 年，Zyvex Corporation 獲得了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院先進(jìn)技術(shù)計(jì)劃 (NIST ATP) 頒發(fā)的一項(xiàng)重要研究獎(jiǎng)。納米技術(shù)應(yīng)用和制造的組裝商：開啟納米技術(shù)時(shí)代(程序 ID 70NANB1H3021)是與霍尼韋爾和幾所支持微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS) 開發(fā)、納米探測(cè)、納米操作和其他基礎(chǔ)納米技術(shù)工作的大學(xué)共同承擔(dān)成本的五年聯(lián)合計(jì)劃。

2003 年和 2004 年，Zyvex 公司獲得了 DARPA 頒發(fā)的小型企業(yè)創(chuàng)新研究 (SBIR) 獎(jiǎng)，以開發(fā) mini-SEM。小型掃描電子顯微鏡(程序 ID DAAH01-03-C-R217)和用于生產(chǎn)低成本迷你 SEM 的制造組裝技術(shù)(程序 ID W31P4Q-04-C-R289)支持開發(fā)此處所示工作的電子光學(xué)部分。

2004 年，Zyvex 公司收到了能源部的另一份 SBIR。用于透射電子顯微鏡的 MEMS 納米探針(程序 ID DE-FG 0204ER84130)專注于開發(fā)用于透射電子顯微鏡 (TEM) 的基于 MEMS 的納米操縱器。該計(jì)劃的結(jié)果間接導(dǎo)致了該公司 MEMS 精細(xì)定位階段的改進(jìn)。

2007 年 4 月，Zyvex Corporation 重組為三個(gè)獨(dú)立的公司，以確保持續(xù)專注于產(chǎn)品：Zyvex Performance Materials LLC、Zyvex Instruments LLC 和 Zyvex Labs LLC。資產(chǎn)在三個(gè)公司之間分配，并為材料和儀器業(yè)務(wù)聘請(qǐng)了專門的管理人員。

Zyvex Labs 有兩個(gè)目標(biāo)：1) 開發(fā) APM;2) 開發(fā)微細(xì)加工和 3D 微組裝技術(shù)。該公司的 MEMS 技術(shù)是在 Zyvex 為期 5 年、耗資 2500 萬美元的 NIST ATP 項(xiàng)目期間開發(fā)的，目前正用于制造微型科學(xué)儀器，例如微型掃描電子顯微鏡和微型原子力顯微鏡，以及下一代納米探測(cè)系統(tǒng)。