美国Zyvex Labs 宣布最强分辨率光刻机,能造出0.768nm芯片

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近日,Zyvex Labs推出世界上最高分辨率的光刻系统 — ZyvexLitho1,该工具使用量子物理技术来实现原子精度图案化和亚纳米(768 皮米——Si (100) 2 x 1 二聚体行的宽度)分辨率。

ZyvexLitho1 是一款基于扫描隧道显微镜 (STM:Scanning Tunneling Microscopy) 仪器,Zyvex Labs 自 2007 年以来一直在改进该仪器。ZyvexLitho1 包含许多商业扫描隧道显微镜所不具备的自动化特性和功能。

也就是说,这款号称“全球分辨率最高的亚纳米分辨率”光刻系统并没有采用EUV光刻技术,而是基于STM扫描隧道显微镜,使用的是电子束光刻(EBL)方式,制造出0.768nm线宽的芯片。光刻技术采用STM光刻。

其中,ZyvexLitho1所采用的电子束光刻(EBL)技术核心是使用氢去钝化光刻(HDL)从Si(100) 2×1二聚体列(dimer row)重建表面去除氢(H)原子,氢去钝化光刻是电子束光刻(EBL)的一种形式。

援引Zyvex Labs报道表示,Zyvex Labs 现在正在接受 ZvyvexLitho1 系统的订单,交货期约为 6 个月。

这款能制造0.7nm芯片的先进工艺的诞生,它的应用市场在哪里?援引Michelle Simmons 教授表示,“我们对 ZyvexLitho1 感到兴奋,这是第一个提供原子精度图案化的商用工具。构建可扩展的量子计算机存在许多挑战,我们坚信要实现量子计算的全部潜力,需要高精度制造。”

也就是说,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。

STM 光刻技术的发明者 Joe Lyding 教授表示:“迄今为止,Zyvex Labs 技术是这种原子级精确光刻技术的最先进和唯一的商业化实现。” Lyding 是 2014 年费曼奖获得者,也是伊利诺伊大学电气与计算机工程专业的 Robert C. MacClinchie 特聘教授。

Zyvex 表示,ZyvexLitho1 中嵌入的是我们的 ZyVector,这种具有低噪声和低延迟的 20 位数字控制系统使我们的用户能够为固态量子器件和其他纳米器件和材料制作原子级精确的图案,完整的 ZyvexLitho1 系统还包括配置用于制造量子器件的 ScientaOmicron 超高真空 STM。

“我期待继续与 Zyvex 进行富有成效的合作,”ScientaOmicron 产品经理 SPM Andreas Bettac 博士评论道。 “在这里,我们将最新的 UHV 系统设计和 ScientaOmicron 久经考验且成熟的 SPM 与 Zyvex 用于基于 STM 的光刻的专用高精度 STM 控制器相结合。”

该产品得到了 DARPA(国防高级研究计划署)、陆军研究办公室、能源部先进制造办公室和德克萨斯大学达拉斯分校的 Reza Moheimani 教授的支持,后者最近获得了工业成就奖国际自动化控制联合会授予“支持在单原子尺度上制造量子硅器件的控制发展”。

不过该产品的缺点是吞吐量非常低,它可能更适合制造小批量的量子处理器芯片。

Zyvex Labs在官网中也表示,该系统能够使原子精密光刻成为现实,当中用于 STM 光刻的 UHV 系统 、前体气体计量和 Si MBE 、数字矢量光刻和自动化和脚本。他们表示,如果没有亚纳米分辨率和精度,这种 7.7 纳米(10 像素)正方形的曝光是不可能的。

 

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如果没有亚纳米级别的分辨率和精度,这种 7.7 纳米(10 像素)正方形的曝光是不可能的。来源Zyvex Labs

关于Zyvex Corporation

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。 

在创办 Zyvex Corporation 之前,作为软件企业家背景的Jim意识到 APM(创造“数字物质”)可以让产品的制造比任何现有技术更高效、准确和成本效益高。 

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。 

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。

2003 年和 2004 年,Zyvex 公司获​​得了 DARPA 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(程序 ID DAAH01-03-C-R217)和用于生产低成本迷你 SEM 的制造组装技术(程序 ID W31P4Q-04-C-R289)支持开发此处所示工作的电子光学部分。

2004 年,Zyvex 公司收到了能源部的另一份 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 的纳米操纵器。该计划的结果间接导致了该公司 MEMS 精细定位阶段的改进。

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。

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。该公司的 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。

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