智能手機和很多其(qi)他電子設(she)(she)備的(de)不斷發(fa)展可以概括為" 更(geng)小、更(geng)快、更(geng)強大 "。這些設(she)(she)備的(de)核心是微(wei)芯片，作(zuo)為這一(yi)發(fa)展的(de)一(yi)部分，微(wei)芯片也(ye)需(xu)要變(bian)得更(geng)小、更(geng)好。過去在這個(ge)領域(yu)已經(jing)(jing)取得了良好的(de)進展，但(dan)許(xu)多制造技術現在已經(jing)(jing)達到了極限。

由位(wei)于維也納的(de)(de) IMS 納米(mi)(mi)制造有限(xian)公司開發的(de)(de)一(yi)(yi)項創(chuang)新技(ji)術 ：電子多光(guang)束掩模寫入器（electron multi-beammask writer），成為改變了(le)現有極限(xian)的(de)(de)解決方案(an)。該設備的(de)(de)關(guan)(guan)鍵元件(jian)來自(zi)弗勞(lao)恩(en)霍夫(fu)硅技(ji)術研究(jiu)所（FraunhoferISIT）。弗勞(lao)恩(en)霍夫(fu)硅技(ji)術研究(jiu)所和 IMS 納米(mi)(mi)加工(gong)有限(xian)公司成功地對一(yi)(yi)個微系統開關(guan)(guan)元件(jian)進行了(le) MEMS 加工(gong)，該元件(jian)是電子束掩模機的(de)(de)核(he)心，是生產(chan)最新一(yi)(yi)代微芯片的(de)(de)關(guan)(guan)鍵設備。他們的(de)(de)努(nu)力為他們贏得了(le) 2021 年約瑟(se)夫(fu) - 馮 -弗勞(lao)恩(en)霍夫(fu)獎（Joseph von Fraunhofer Prize）。

Fraunhofer ISIT的馬丁-維(wei)特說 ：“以前，只能在芯(xin)片上實現略低(di)于 10 納(na)(na)米(mi)的工(gong)藝(yi)尺(chi)寸 - 一個(ge)原子是(shi) 0.1 納(na)(na)米(mi)- 但(dan)新的制(zhi)造方法使 7 納(na)(na)米(mi)及以下(xia)的工(gong)藝(yi)尺(chi)寸成為可能。”這在全(quan)世界都是(shi)非(fei)常領(ling)先的，電(dian)子多光束掩模寫入器是(shi)目(mu)前能使芯(xin)片進一步小型化的技術。

在(zai)傳統(tong)的(de)芯片生產中，半(ban)導體材料(liao)硅的(de)晶圓被(bei)(bei)均勻地涂上光(guang)刻膠(jiao)，通(tong)過將其(qi)暴(bao)露在(zai)定向光(guang)線下進(jin)行(xing)硬化。未硬化的(de)區(qu)(qu)域被(bei)(bei)移除，而硅則在(zai)曝光(guang)區(qu)(qu)域進(jin)行(xing)加工。然后，硬化的(de)光(guang)刻膠(jiao)部(bu)分也被(bei)(bei)移除，整個過程重新開始。通(tong)過這種方式，芯片被(bei)(bei)一層一層地創造出來 -- 對于復雜的(de)芯片，甚至(zhi)需要多達(da) 70 次曝光(guang)。為(wei)了(le)確保光(guang)照(zhao)對準需要硬化的(de)光(guang)刻膠(jiao)區(qu)(qu)域，而將其(qi)他區(qu)(qu)域留在(zai)黑暗中，使(shi)用(yong)了(le)各種掩模。這就是芯片的(de)方式生產，但在(zai)這種情(qing)況下，電(dian)子束被(bei)(bei)用(yong)來硬化光(guang)刻膠(jiao)。

這(zhe)種(zhong)新方法(fa)的(de)(de)主要(yao)特(te)點是什(shen)么？坎普(pu)曼(man)解(jie)釋說 ：“我(wo)們使用(yong)(yong) 512×512 的(de)(de)光束(shu)，即超(chao)過 262,000 個光束(shu)，而不是用(yong)(yong)一個光束(shu)在電子敏感的(de)(de)光刻膠(jiao)上書寫(xie)掩模(mo)結構。”這(zhe)是通過 Fraunhofer ISIT 的(de)(de)一個 MEMS 開關元件實(shi)現的(de)(de)，它實(shi)際(ji)上構成了這(zhe)種(zhong)新的(de)(de)多光束(shu)掩膜(mo)寫(xie)入器的(de)(de)核心。簡單地說，這(zhe)個微系(xi)統開關元件就像一個有(you)超(chao)過 262,000 個開口的(de)(de)薄膜(mo)，允許電子束(shu)通過。但與淋浴頭的(de)(de)水柱(zhu)不同，這(zhe)些光束(shu)并不是平行運行的(de)(de)。相反，它們可以被特(te)殊的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)電極單獨控(kong)制(zhi)(zhi)和重(zhong)新定(ding)向。

電子多光束掩(yan)模寫入器實現工(gong)藝尺寸(cun)小于10納米的(de)微芯片的(de)創新工(gong)藝。

阿(a)塔內洛夫補充說(shuo) ：“電(dian)(dian)子(zi)多光(guang)束掩模(mo)機使我(wo)們能夠在短短幾個小(xiao)時內創建(jian)高質(zhi)量和(he)高分辨(bian)率的(de)(de)(de)復雜(za)的(de)(de)(de)結構。”目前還沒有任何技術可(ke)以與創新的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)多光(guang)束掩模(mo)機相媲(pi)美。因(yin)此，市場上有很(hen)大的(de)(de)(de)需求，這(zhe)些設備為 IMS 公司帶來了4億(yi)美元的(de)(de)(de)年(nian)收入。行(xing)業收入現(xian)在每年(nian)遠遠超(chao)過一百萬歐元。這(zhe)項獲獎技術不僅使進一步(bu)的(de)(de)(de)小(xiao)型(xing)化得(de)以實(shi)現(xian)，而且還帶來了杰出(chu)的(de)(de)(de)商(shang)業成功。

約瑟夫-馮-弗勞恩霍夫獎

自1978 年以來，弗勞恩霍夫(fu)(fu)公司(si)每(mei)年都為其員工解決實際問題的杰出科學成就頒發(fa)獎(jiang)項。今年，將頒發(fa)三個獎(jiang)項，每(mei)個獎(jiang)項價(jia)值 50,000 歐(ou)元。獲獎(jiang)者還將獲得一(yi)枚印有約瑟夫(fu)(fu) - 馮 - 弗勞恩霍夫(fu)(fu)簡介的銀質胸(xiong)針(zhen)。