智能(néng)手機和很多其他電子設備的不斷發展可以概括爲" 更小、更快、更強大 "。這些設備的核心是微芯片，作爲這一發展的一部分，微芯片也需要變得更小、更好(hǎo)。過去在這個領域已經取得了良好(hǎo)的進展，但許多制造技術現在已經達到了極限。
由位于維也納的 IMS 納米制造有限公司開發的一項創新技術 ：電子多光束掩模寫入器（electron multi-beammask writer），成(chéng)爲改變了現有極限的解決方案。該設備的關鍵元件來自弗勞恩霍夫矽技術研究所（FraunhoferISIT）。弗勞恩霍夫矽技術研究所和 IMS 納米加工有限公司成(chéng)功地對一個微系統開關元件進行了 MEMS 加工，該元件是電子束掩模機的核心，是生産最新一代微芯片的關鍵設備。他們的努力爲他們赢得了 2021 年約瑟夫 - 馮 -弗勞恩霍夫獎（Joseph von Fraunhofer Prize）。
Fraunhofer ISIT的馬丁-維特說 ：“以前，隻能(néng)在芯片上實現略低于 10 納米的工藝尺寸 - 一個原子是 0.1 納米- 但新的制造方法使 7 納米及以下的工藝尺寸成(chéng)爲可能(néng)。”這在全世界都(dōu)是非常領先的，電子多光束掩模寫入器是目前能(néng)使芯片進一步小型化的技術。
在傳統的芯片生産中，半導體材料矽的晶圓被(bèi)均勻地塗上光刻膠，通過將(jiāng)其暴露在定向(xiàng)光線下進行硬化。未硬化的區域被(bèi)移除，而矽則在曝光區域進行加工。然後，硬化的光刻膠部分也被(bèi)移除，整個過程重新開始。通過這種方式，芯片被(bèi)一層一層地創造出來 -- 對于複雜的芯片，甚至需要多達 70 次曝光。爲了确保光照對準需要硬化的光刻膠區域，而將(jiāng)其他區域留在黑暗中，使用了各種掩模。這就(jiù)是芯片的方式生産，但在這種情況下，電子束被(bèi)用來硬化光刻膠。
這種新方法的主要特點是什麽？坎普曼解釋說 ：“我們使用 512×512 的光束，即超過 262,000 個光束，而不是用一個光束在電子敏感的光刻膠上書寫掩模結構。”這是通過 Fraunhofer ISIT 的一個 MEMS 開關元件實現的，它實際上構成(chéng)了這種新的多光束掩膜寫入器的核心。簡單地說，這個微系統開關元件就(jiù)像一個有超過 262,000 個開口的薄膜，允許電子束通過。但與淋浴頭的水柱不同，這些光束并不是平行運行的。相反，它們可以被(bèi)特殊的控制電極單獨控制和重新定向(xiàng)。
電子多光束掩模寫入器實現工藝尺寸小于10納米的微芯片的創新工藝。
阿塔内洛夫補充說 ：“電子多光束掩模機使我們能(néng)夠在短短幾個小時内創建高質量和高分辨率的複雜的結構。”目前還沒有任何技術可以與創新的電子多光束掩模機相媲美。因此，市場上有很大的需求，這些設備爲 IMS 公司帶來了4億美元的年收入。行業收入現在每年遠遠超過一百萬歐元。這項獲獎技術不僅使進一步的小型化得以實現，而且還帶來了傑出的商業成(chéng)功。
約瑟夫-馮-弗勞恩霍夫獎
自1978 年以來，弗勞恩霍夫公司每年都(dōu)爲其員工解決實際問題的傑出科學成(chéng)就(jiù)頒發獎項。今年，將(jiāng)頒發三個獎項，每個獎項價值 50,000 歐元。獲獎者還將(jiāng)獲得一枚印有約瑟夫 - 馮 - 弗勞恩霍夫簡介的銀質胸針。
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