
近日,艾博纳电子束光刻系统(EBL)研发项目组宣布,其最新一代技术实现重大突破——成功在硅基衬底上制备出最小线宽仅0.8nm的纳米结构,三维器件垂直度误差控制在0.5度以内,生产效率较传统单束系统提升300%。这一成果不仅刷新了电子束光刻的精度纪录,更解决了行业长期困扰的“精度与效率不可兼得”难题,为3nm以下先进制程芯片、量子计算器件及生物纳米传感器的规模化制造打开新通道。
一、多维度创新破解传统EBL三大痛点
电子束光刻是纳米制造的核心技术之一,但传统系统面临三大瓶颈:衍射极限导致精度不足、邻近效应造成图案畸变、单束扫描效率低下。艾博纳团队针对这些痛点展开多维度创新:
1. 超亮电子光学系统突破衍射极限
采用自主研发的“改进型六硼化镧电子枪+四极杆-八极杆复合聚焦模块”,将电子束斑直径压缩至0.3nm,束流亮度提升2倍。该系统通过低温冷却技术抑制电子枪热噪声,结合磁透镜的动态像差校正算法,从源头突破了光学衍射对精度的限制。
2. AI驱动邻近效应实时补偿
开发基于深度学习的“邻近效应预测-修正模型”,通过训练10万组纳米图案数据,AI可实时计算电子散射对邻近区域的影响,动态调整束流剂量与扫描路径,使图案保真度提升至95%以上。例如,在制备0.8nm线宽时,邻近效应导致的线宽偏差从传统的20%降至1%以内。
3. 多束并行+原位检测实现高效高精度
引入128束并行扫描架构,配合AI校准技术确保每束电子束的参数一致性误差小于1%;同时集成原位原子力显微镜(AFM)模块,在真空腔体内实现“写-测-修”闭环——扫描过程中实时获取三维形貌数据,反馈至控制系统修正扫描轨迹,解决了三维结构制造的精度漂移问题。
二、应用场景覆盖前沿科技核心领域
该技术已在多个关键领域完成验证:
先进半导体:成功制备3nm节点FinFET晶体管的沟道结构,关键尺寸均匀性达±0.1nm,满足下一代芯片对原子级精度的需求; 量子器件:实现阵列化量子点(直径2nm、间距5nm)的批量制备,为量子比特的规模化集成提供可行方案; 生物传感器:开发出1.2nm直径的固态纳米孔测序芯片,检测灵敏度较传统方法提升10倍,可实现单分子DNA的快速测序。 某国家纳米科学中心研究员评价:“艾博纳系统的突破填补了三维原子级制造的空白。传统光学光刻在3nm以下制程已触及物理极限,而该技术通过多束并行与AI优化,既解决了精度问题,又大幅提升效率,有望加速量子计算与先进半导体的产业化进程。”
三、从实验室到产业化的下一步
艾博纳项目组负责人表示,此次突破源于5年持续攻关:“我们最初发现单束系统效率不足,多束系统又存在束流不一致问题,于是通过AI校准与原位检测的融合,找到了平衡精度与效率的路径。”
目前,该系统已进入原型机测试阶段,预计2025年向科研机构开放试用。团队下一步计划将束源数量扩展至1024束,进一步提升效率;同时开发与原子层沉积(ALD)、反应离子刻蚀(RIE)的联合工艺模块,形成完整的纳米制造闭环。此外,针对生物医学需求,团队正优化生物兼容性加工能力,为纳米药物载体的定制化制造提供支撑。
艾博纳微纳米科技有限公司是一家位于苏州市高新区(Medpark)和江苏省淮安市的高科技企业,成立于2022年8月。公司专注于高端光学科学仪器和医学成像设备的研发、制造与销售。
其产品涵盖显微成像解决方案、真空与镀膜技术以及光学元件,产品范围从基础光学显微镜到先进的纳米级三维成像显微镜。
公司还致力于新一代人工智能驱动的科学设备研发,聚焦于纳米尺度二维材料电子器件(如石墨烯芯片)的应用研究,并结合诺贝尔奖获奖技术进行创新探索。
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