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    標題 繞開 EUV 光刻機 美國實現 0.7nm 芯片：真有那么神奇？
    分類 熱點事件
    內容

    近日，一款美國制造的0.7納米芯片在筆者朋友圈熱傳。與此同時，一些新的東西正在傳播，例如繞過EUV掩模光刻機，在美國建立世界上分辨率最高的光刻系統。這是什么新聞？從現階段來看，EUV平版印刷的未來機遇是什么？

    下面我們來還原一下新聞本身。

    美國公司推出了0.7nm芯片？

    其實這是美國Zyvex實驗室的報告。

    9月21日，Zyvex實驗室宣布推出世界上分辨率最高的光刻系統ZYVEXLITHO 1。該工具利用量子物理技術實現原子精密圖形化和亞納米分辨率(寬度768皮米—— Si (100) 2 x 1二聚體線)。這一進展使量子計算機能夠為真正安全的通信提供牢不可破的加密；更快的藥物發現和更準確的天氣預報。

    該報告進一步指出，ZyvexLitho1是一種基于掃描隧道顯微鏡(STM)儀器，Zyvex實驗室自2007年以來一直在改進這種儀器。ZyXLITHO 1包含許多商業掃描隧道顯微鏡不具備的自動化特性和功能。

    構建可擴展的量子計算機面臨許多挑戰。米歇爾西蒙斯教授說：“我們堅信，要實現量子計算的全部潛力，我們需要高精度的制造?！??！拔覀儗yvexLitho1感到興奮，這是第一個提供原子精確圖案的商業工具?！?

    STM技術的發明者喬萊丁教授說：“到目前為止，Zyvex實驗室的技術是這種原子級精密光刻技術最先進也是唯一的商業實現?！盠yding是2014年費曼獎得主，伊利諾伊大學電氣和計算機工程專業的Robert C. MacClinchie杰出教授。

    嵌入ZyvexLitho1的是我們的ZyVector。這種20位數字控制系統具有低噪聲和低延遲，使我們的用戶能夠為固態量子器件和其他納米器件和材料制作原子級精確的圖案。完整的ZyvexLitho1系統還包括為制造量子器件而配置的ScientaOmicron超高真空STM。

    “我期待著繼續與Zyvex卓有成效的合作，”SPM Andreas Bettac博士評論說，他是ScientaOmicron的產品經理?！霸谶@里，我們將最新的UHV系統設計和Scientific Dao micron久經考驗的成熟SPM與Zyvex專用于STM光刻的高精度STM控制器相結合?！?

    從報告中可以看出，這款產品還得到了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以及德克薩斯大學達拉斯分校的Reza Moheimani教授的支持。后者最近獲得了工業成就獎，國際自動控制聯合會授予了‘在單個原子尺度上制造量子硅器件的控制發展獎’。

    所以這個所謂的0.7nm芯片，可能和我傳統意義上的制造工藝不一樣。

    對半導體行業有所了解的讀者應該知道，我們通常所說的納米，其實是一個工藝節點的代號。一般來說，這種代號是以一個數字后跟納米的縮寫來命名的，如7nm、5nm、3nm等。

    大約從20世紀60年代到90年代末，節點是根據其門的長度命名的。IEEE的這張圖顯示了這種關系。

    6331a706b15ec07d68677faf_10242615.jpg 6331a706b15ec07d68677fb0_10242615.jpg半導體制造涉及巨大的資本支出和大量的長期研究。從新技術和方法的引入到大規模商業化制造的平均時間約為10-15年。幾十年前，半導體行業意識到，如果有一個通用的節點引入路線圖和這些節點的目標特征尺寸，這對每個人都有好處。

    這將允許對將新節點推向市場所需的所有挑戰進行廣泛和同步的開發。多年來，ITRS(International Semiconductor Technology Roadmap)發布了該行業的通用路線圖(已停止更新)。這些路線圖跨越15年，為半導體市場設定了總體目標。

    6331a706b15ec07d68677fb1_10242615.jpg長期以來，柵極長度(晶體管柵極的長度)和半節距(芯片上兩個相同特征之間距離的一半)與工藝節點名稱相匹配，但上一次出現這種情況是在1997年。Pitch繼續匹配幾代的節點名，但在任何實際意義上不再與之相關。

    6331a706b15ec07d68677fb2_10242615.jpg可以看出這和大家熟悉的技術節點不同。至于這種光刻，就是所謂的STM光刻。

    繞過EUV光刻術？

    據相關報道，分辨率達到0.7 nm的光刻系統是一種叫做氫鈍化光刻的技術，是一種電子束光刻(EBL)，可以達到原子級的分辨率。

    根據維基百科，電子束光刻(通?？s寫為EBL)是掃描聚焦的電子束，在覆蓋有稱為光致抗蝕劑(曝光)的電子敏感膜的表面上繪制定制形狀的實踐。電子束改變了光致抗蝕劑的溶解性，通過將抗蝕劑浸入溶劑中(顯影)，可以選擇性地去除曝光或未曝光的區域。與光刻一樣，其目的是在抗蝕劑中形成非常小的結構，然后通常通過蝕刻將其轉移到基底材料上。

    電子束光刻的主要優點是可以繪制分辨率在10 nm以下的定制圖案(直寫)。這種形式的無掩模光刻具有高分辨率和低產量，這限制了其在光掩模制造、小批量生產和半導體器件的R&D中的應用。

    據報道，這臺機器的用途包括基于量子點為量子比特制造極其精確的結構，以實現量子比特的最高質量。該產品可用于其他非量子相關的應用，如生物醫學和其他化學分離技術的納米多孔膜的構建。

    如上所述，這種產品的缺點是吞吐量很低。換句話說，它可能適合制造小批量的量子處理器芯片，這對于大眾消費電子產品來說并不是一個好的解決方案。

    Zyvex實驗室也在官網表示，這套系統可以讓原子精密光刻成為現實，其中UHV系統、前驅氣體計量和Si MBE、數字矢量光刻和自動化以及腳本用于STM光刻。他

    科學家表示，如果沒有亞納米分辨率和精度，這種7.7納米(10像素)平方的曝光是不可能的。

    Zyvex實驗室指出，ZyvexLitho1使用氫鈍化光刻技術從Si (100) 2 1的重建表面去除H原子。這種自顯影曝光技術本質上是二元的。H-Si鍵要么斷裂(將H原子送入真空)要么不斷裂。沒有部分曝光或鄰近效應。

    使用該工藝和全局參考網格作為硅表面的晶格允許數字光刻。子像素是四個表面硅原子。

    可以將與我們的像素網格具有相同設計網格的計算機輔助設計(CAD)文件加載到ZyvexLitho1中，并且可以將圖案自動劃分為不同的幾何形狀，從而允許尖端矢量與不同的光刻模式一起使用。然后可以自動執行曝光。

    他們還強調，由于光刻模式和成像模式在能量上分離得很好，所以可以在光刻前后對硅表面成像。這種非曝光成像模式允許自動識別硅晶格，因此可以自動識別表面上像素的位置。這種晶格鎖定過程自動保持針尖定位(以及光刻)的準確性。

    從他們提供的表格來看，該系統具有以下特點：

    6331a706b15ec07d68677fb3_10242615.jpg于是，關于這個的討論又來了。3354EBL能否取代傳統光刻？

    EBL能成為新的選擇嗎？

    光刻是芯片制造中的圖案化過程。這個過程包括將圖案從光掩模轉移到襯底上。這主要是通過使用配備光學光源的步進機和掃描儀來完成的，這也是我們現在主流的芯片制造方式。人們熟悉的EUV和DUV使用這種方法。

    其他形式的光刻包括直寫電子束和納米壓印。還有幾種下一代光刻(NGL)技術——正在開發中，如多束電子束和定向自組裝(DSA)。

    據美國的NIST稱，電子束光刻允許對納米結構特征進行精細控制，這形成了各種器件技術的基礎。10納米的橫向分辨率、1納米的放置精度和1毫米的圖案化面積是可能的。

    然而，這些性能指標的實現取決于許多樣品特定的相互依賴的因素3354圖案定義和斷裂、襯底和掩模材料、曝光前和曝光后工藝、對準特征定義3354以及關鍵細節光刻系統的操作。

    NIST表示，作為核心競爭力，其開發的技術處于或接近傳統電子束光刻技術的極限，以促進各個領域的納米級設備和測量科學。

    比如：芯片級頻率梳，精確定時；用于波長和量子頻率轉換的非線性集成光學：用于傳感、轉換和非線性動力學研究的片上腔光機和微/納機電系統；具有非線性量子信息和量子發射光源的量子光子集成電路：從紫外到紅外的超表面，用于原子和離子的捕獲和探測、偏振測量、成像和時空超快激光脈沖整形；像差校正用光學顯微鏡標準。

    但正如許多報道所說，它的吞吐量和準確性限制了EBL的發展。根據eBeam Initiative的調查，使用電子書光刻這樣的直寫設備的掩模的寫入時間從2.5到13小時不等，平均為6.8小時。根據這個組織的報告，對于復雜的口罩，最長的書寫時間是14到60個小時。

    總的來說，對于寫作時間超過24小時的面膜設計方案，廠家是很頭疼的。因為太長的寫入時間意味著更高的成本，更長的加工時間和良率。

         繞開 EUV 光刻機 美國實現 0.7nm 芯片：真有那么神奇？旁金蟬脫殼敲側擊鎮定自若47. 這個時間里的小草是最碩大最柔軟的新床，誘惑著我們把自己的身軀無比舒坦地交給她們，沒有了焦慮，沒有了煩惱，在青草的簇擁下，做一個最輕松的美夢。56. The talk will be given at the Lecture Hall on Oct.12th, starting at 3:30p.m.102.不飛則已，一飛沖天；不鳴則已，一鳴驚人。    山抹微云，天粘衰草，畫角聲斷譙門。暫停征棹，聊共引離尊。多少蓬萊舊事，空回首，煙靄紛紛。斜陽外，寒鴉萬點，流水繞孤村。漢口夕陽斜渡鳥，洞庭秋水遠連天。分辨率,芯片,半導體,量子計算,自動化Private restaurants serve gourmet food for $70 per person; incentives boosted agricultural production 25 percent and industrial output 80 percent in just three years; farmers are encouraged to raise as much as they can on their own plots, and some become almost rich in the process.(注意本句中分號的使用)
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