電子束微影

要造一塊量子晶片，你得在晶圓上畫出各種形狀：金屬導線、電容極板，尤其是讓量子位元能工作的那些極小的約瑟夫森接面。其中有些特徵只有幾十奈米寬，比一根頭髮絲還細得多。電子束微影就是把它們畫出來的辦法。它不是讓光透過光罩照射，而是引導一束聚焦的電子，像一支極其精密的繪圖筆，在晶圓上薄薄一層光阻上掃過，一點一點地把你想要的線條精確曝光出來。

它之所以行得通，是因為電子能被聚焦成比可見光小得多的光點，於是這束電子能寫出只有幾奈米寬的特徵，而且不需要光罩。你先在晶圓上旋塗一層對電子敏感的光阻。電子束掃描出圖案，所到之處就把光阻的化學性質改變。隨後用顯影液把曝光過（或未曝光）的部分洗掉，留下一個模板。再透過這個模板蒸鍍金屬，然後溶掉剩下的光阻，把多餘的金屬一起剝離，只留下你畫的形狀。對於約瑟夫森接面，還要配合巧妙的光阻技巧，比如多蘭橋法，讓兩層薄膜彼此搭接、中間夾一薄層氧化物。

誠實的難處在於速度。因為電子束是以串列掃描的方式一次只寫一個點，所以它很慢——造一塊研究用晶片還行，但要量產晶圓就太慢、太貴了。所以實務中只在真正需要它那種解析度的地方才用電子束，主要就是奈米尺度的接面；而那些又大又粗的特徵——導線和極板——則用快得多的光學（紫外）微影來製作。把兩者結合是標準做法，而電子束書寫的慢正是當今量子晶片仍只能小批量製造、而無法像普通處理器那樣大批量產出的一個實實在在的原因。