美國布魯克海文國家實驗室開發出1nm印刷設備

晶圓代工大廠包括臺積電、英特爾、三星等公司在 2017 年陸續將制程進入 10 奈米階段，而且準備在 2018 年進入 7 奈米制程試產，甚至 2020 年還將要推出 5 奈米制程技術。 因此，隨著制程技術的提升，半導體制程也越來越逼近極限，制造難度也越來越大。 就以 5 奈米之后的制程來說，到目前為止都沒有明確的結論。 對此，美國布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory，簡稱BNL)研究人員日前宣布，開發出可以達成 1 奈米制程的相關技術與設備。

根據外電報導，美國能源部旗下的布魯克海文國家實驗室研究人員，日前宣布成功采用電子束印刷技術，成功制造了尺寸只有 1 奈米的印刷設備。 據了解，這個實驗室的研究人員采用電子顯微鏡，制造出比普通電子束印刷(EBL)技術能做出的更小尺寸。 這使電子敏感性材料在聚焦電子束的作用下，尺寸得以大大縮小，達到可操縱單個原子的程度。 而這項技術與設備的誕生，則可極大的改變材料特性，從導電變成光傳輸，或這兩種狀態下交互執行。

 

就目前發表的內容觀察，1 奈米印刷使用的是掃描投射電子顯微鏡(STEM)，隔開 11 奈米，這樣一來每平方公厘就能實現 1 兆個特征點(features)的密度。 再透過偏差修正 STEM 在 5 奈米半柵極在氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下，實現 2 奈米的分辨率。

 

雖然，這也不是科學家第一次達到 1 奈米級別的技術，2016 年美國能源部下屬的另一個國家實驗室也宣布發展出 1 奈米制程技術。 這部分使用的是奈米碳管和二硫化鉬等新材料。 不過，不管是哪一邊開發出的新技術與設備，就目前觀察，這項技術都不會很快量產。 因為奈米碳管晶體管跟 PMMA、電子束光刻一樣，跟目前的半導體制程技術有明顯差異。 因此，要讓廠商一下子全部淘汰現有設備，這還需要一段時間布局。