美國約翰霍普金斯大學研究團隊近日在《自然化學工程》發表論文,提出「超極紫外光刻技術」(Beyond-EUV, B-EUV)技術構想,嘗試突破現行極紫外光刻技術(EUV)的物理限制。B-EUV 以 6.5 至 6.7 奈米的軟 X 光雷射為核心,理論上能將晶片製程解析度推進至 5 奈米甚至更細,為產業描繪出一條摩爾定律後的新藍圖。
EUV現況與B-EUV的潛力
目前晶片量產仍依賴 13.5 奈米波長的 EUV。根據不同數值孔徑(NA),Low-NA EUV 可達 13 奈米線寬,High-NA 進一步壓縮至 8 奈米,而 Hyper-NA EUV 已逼近 4 至 5 奈米。與此相比,B-EUV 透過更短波長的天然優勢,即便在中等 NA 鏡頭下,也具備突破現有限制的潛力。對於正投入數十億美元建置先進製程的晶圓代工廠而言,這項研究無疑提供了新的想像空間。
然而,研究團隊也坦承,B-EUV距離商業化尚有漫長路途。其一,光源仍缺乏可靠方案,目前嘗試的鉺雷射等離子體尚未成熟;其二,短波長帶來的高光子能量與現有光阻材料不相容,且幾乎所有材料都會吸收此波長光線,迫使研究人員必須設計新型鍍膜反射鏡;其三,缺乏光罩、保護膜等完整生態,意味著整個供應鏈尚未成形。
而該團隊在材料與工藝上已有初步突破。他們發現鋅在 6 奈米波段下能有效提升光阻反應,未來不同金屬組合也可能帶來更高靈活性。此外,他們提出「化學液相沉積」(CLD)技術,在矽晶圓上沉積金屬有機化合物,生成非晶沸石咪唑骨架(aZIF)薄膜,沉積速率達每秒 1 奈米,展現材料工藝新潛力。
對產業而言,B-EUV 仍屬長期研發,但其背後訊號十分明確:摩爾定律雖然放緩,但技術探索並未停歇。若未來光源、材料與生態挑戰被逐步解決,B-EUV 不僅可能與 Hyper-NA EUV 形成競爭,也可能打破當前由 ASML 壟斷的格局,為全球半導體設備產業帶來新的投資想像。(原文出處)