8 月 2 日，沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（OIST）的教授新竹?。═sumoru Shintake）提出了一種極紫外（EUV）光刻技術(shù)?；谶@種設(shè)計(jì)的 EUV 光刻技術(shù)可以使用更小的 EUV 光源工作，從而降低成本，顯著提高機(jī)器的可靠性和使用壽命。而在消耗電量上不到傳統(tǒng) EUV 光刻機(jī)的十分之一，有助于半導(dǎo)體行業(yè)變得更加環(huán)境可持續(xù)。
據(jù)了解，該技術(shù)能取得突破，是因?yàn)樗鉀Q了該領(lǐng)域之前被認(rèn)為無(wú)法克服的兩個(gè)問題。第一個(gè)是僅由兩個(gè)鏡子組成的新型光學(xué)投影系統(tǒng)。第二個(gè)是高效地將 EUV 光直接照射到平面鏡（光掩模）上的邏輯圖案上的新方法，而不會(huì)阻擋光學(xué)路徑。
制造用于人工智能（AI）、移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)）的低功耗芯片，以及日常必需的高密度 DRAM 存儲(chǔ)器的先進(jìn)半導(dǎo)體芯片，都依賴于 EUV 光刻技術(shù)。但是，半導(dǎo)體生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)包括高功耗和設(shè)備的復(fù)雜性，這顯著增加了安裝、維護(hù)和電力消耗的成本。正如新竹教授所說，“這項(xiàng)發(fā)明是一項(xiàng)突破性技術(shù)，幾乎可以完全解決這些鮮為人知的問題?！?/p>
傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，如相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡和常規(guī)的紫外線光刻，其光學(xué)元件（如光圈和鏡頭）是沿中心軸軸對(duì)稱排列的，這確保了最高的光學(xué)性能和最小化的光學(xué)像差。然而，這并不適用于 EUV 射線，因?yàn)樗鼈儾ㄩL(zhǎng)極短，被大多數(shù)材料吸收，無(wú)法通過透明鏡頭傳播。因此，EUV 光是通過新月形的鏡子反射的，這些鏡子沿光路在開放空間中以之字形反射光線。但是，這種方法使光線偏離中心軸，犧牲了重要的光學(xué)特性，降低了系統(tǒng)的整體性能。
這項(xiàng)新技術(shù)通過將兩個(gè)具有微小中心孔的軸對(duì)稱鏡子對(duì)齊成一直線，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)越的光學(xué)特性。
由于 EUV 光的高吸收性，每次通過鏡子反射時(shí)能量會(huì)減弱 40%。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，只有大約 1% 的 EUV 光源能量通過使用的 10 個(gè)鏡子到達(dá)晶圓，這意味著需要非常高的 EUV 光源輸出。相比之下，通過將從 EUV 源到晶圓的鏡子總數(shù)限制為四個(gè)，超過 10% 的能量可以傳遞，這意味著即使是輸出幾十瓦的小 EUV 源也可以同樣有效工作，這可以顯著降低電力使用。
EUV 光刻的核心投影儀，將光掩模上的圖像轉(zhuǎn)移到硅晶圓上，只由兩個(gè)反射鏡子組成，類似于天文望遠(yuǎn)鏡。這種配置非常簡(jiǎn)單，因?yàn)閭鹘y(tǒng)投影儀至少需要六個(gè)反射鏡子。這是通過仔細(xì)重新思考光學(xué)的像差校正理論實(shí)現(xiàn)的。
新竹俊教授通過設(shè)計(jì)一種名為“雙線場(chǎng)”的新照明光學(xué)方法解決了問題，該方法從正面照射 EUV 光到平面鏡光掩模上，而不干擾光路。
沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)已經(jīng)為這項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)了專利，預(yù)計(jì)將通過演示實(shí)驗(yàn)投入實(shí)際使用。預(yù)計(jì)全球 EUV 光刻市場(chǎng)將從 2024 年的 89 億美元增長(zhǎng)到 2030 年的 174 億美元，年均增長(zhǎng)率 12%，而這項(xiàng)專利有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
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