美国企业打造0.7nm级光刻机为首个实现原子精密光刻的商用工具
在缺少亚纳米分辨率和精度的情况下,无法实现图片所示的正方形曝光。
亚纳米级分辨率光刻系统ZyvexLitho1。近日,一家美国公司宣布,它采用一种新的光刻系统实现了0.768nm的芯片设计。其分辨率远高于荷兰ASML公司的EUV(Extreme Ultra Violet)光刻机。该公司名为 Zyvex Labs,该公司对媒体称:“我们已经制造出世界上分辨率最高的光刻系统。该系统名为ZyvexLitho1,可实现原子级精度。”据了解,Zyvex Labs创立于1997年,旨在将原子精密制造(APM,Atomic Precision Manufacturing)技术进行商业化,从而能方便地生产出各种具有原子精度的产品,包括设计材料、超级计算机、先进的医疗设备等。在开展了APM的基础研究后,Zyvex Labs通过打造纳米相关产品,成功将APM技术商业化。其愿景是设计、生产和商业化世界上最精确的制造产品。它的资金主要由研发合同和私人投资等组成。该公司在其官网表示,大多数制造技术将物质视为无限可分割的。原子精密制造能够利用物质的量子化性质,以人们想要的方式排列原子,虽然APM有望用在更广泛的应用中,但它在量子技术中尤其重要。量子化能级和量子隧穿传输对单个原子层,甚至单个原子的尺寸都非常敏感。另外,Zyvex Labs还是量子经济发展联盟(QED-C)的成员,QED-C在美国国家标准与技术研究院的支持下建立,是一个由工业、学术和政府实体组成的联盟,也是美国《国家量子倡议法案》的一部分。值得一提的是,ZyvexLitho1并不是一个概念性产品,Zyvex Labs已经正式开始接受产品预订,交货周期约为半年。该产品或可真正助力量子计算机在加密通信、药物发现和更精准天气预报上发挥巨大现实作用。ZyvexLitho1基于扫描隧道显微镜(STM),从2007年开始,Zyvex Labs就在改进其STM仪器,这让ZyvexLitho1上的很多自动化特性,无法借助当前任何其他商用STM实现。其有着用于STM光刻的特高压系统、前驱气体剂量和分子束外延硅、数字矢量光刻自动化和脚本等功能。据悉,STM光刻技术的发明者为约瑟夫·莱丁(Joseph Lyding),他是伊利诺伊大学2014年费曼奖得主和罗伯特·麦克林奇(Robert MacClinchie)电气与计算机工程杰出教授。此外,区别于EUV光刻技术,ZyvexLitho1使用的是电子束 光 刻(EBL,Electron Beam Lithography)方式,且比目前最好的EBL精确一个数量级。0.768nm的精度是目前的EUV光刻机所无法达到的。它的核心是氢去钝化光刻(HDL,Hydrogen Depassivation Lithography)。HDL提供两种光斑尺寸模式:单二聚体行线宽AP(Access Poin,接入点)模式和宽线宽、粗边FE(Fast Ethernet,快速以太网)模式。ZyvexLitho1可帮助制作原子级固态量子器件。“当前量子计算机制造还面临不少挑战。要充分发挥量子计算的潜力,需要高精度制造,”新南威尔士大学理学院量子物理学科学教授米歇尔·西蒙斯对媒体评价说,“我对ZyvexLitho1感到兴奋,这是首个提供原子精确图案化的商用工具。”值得注意的是,ZyvexLitho1光刻系统由于成本和吞吐量,预计不会对现有光刻系统形成替代或造成太大影响,它或只会被用于量子相关应用的小范围制造及生物医学和纳米材料等用途。对于日常消费类电子产品生产来说,并不是一个好的解决方案。最后,ZyvexLitho1得到了美国国防部预先研究计划局、美国陆军研究办公室、美国能源部高级制造办公室以及德克萨斯大学达拉斯分校系统工程系教授雷扎·莫海曼尼(Reza Moheimani)的支持。莫海曼尼最近被国际自动控制联合会授予了工业成就奖,以表彰其“支持单原子尺度下量子硅器件制造的控制发展”。2001 年,Zyvex Labs还得到美国国家标准与技术研究院先进技术计划的一项重要研究奖。这个计划支持了名为“实现纳米技术时代”的项目。该项目涉及微机电系统开发、纳米操纵和其他基础纳米技术工作。“目前,我们有开发APM、微加工与3D微装配技术两个大方向。我们的微型机电系统正用于制造微型科学仪器,如迷你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。”Zyvex Labs在其官网写到。 (麻省)