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当前，全球半导体产业正处于技术演进的关键时期，对芯片制造工艺的极致追求从未止步。新媒网跨境获悉，近期，一项来自美国约翰霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的突破性研究引起了行业广泛关注。该研究提出了一种名为“超越EUV”（Beyond EUV，简称B-EUV）的全新光刻技术，其潜在的分辨率极限有望挑战当前最尖端的High-NA EUV光刻，为未来芯片制造开辟新的路径。

这项研究成果由美国约翰霍普金斯大学的研究人员提出，并于外媒《自然·化学工程》上刊发。据外媒引用Tom's Hardware和Cosmos的报道，B-EUV技术的核心在于采用波长为6.5至6.7纳米的软X射线激光。相较于目前行业标准EUV光刻所使用的13.5纳米波长，更短的波长从物理层面直接提升了分辨率的潜力，理论上可将特征尺寸推至5纳米甚至更小。

为了更好地理解这一技术的重要性，我们需要回顾当前芯片制造领域的领先工艺。2025年，全球最先进的芯片普遍采用EUV光刻技术进行生产。EUV光刻在13.5纳米波长下运行，根据不同的光学配置，可以实现不同的特征尺寸。例如，Low-NA EUV可实现约13纳米的特征尺寸；而备受瞩目的High-NA EUV，则可以将分辨率提升至8纳米左右；在更前瞻的Hyper-NA EUV设想中，理论上可达到4-5纳米。此次提出的B-EUV技术，则有望在此基础上进一步超越，实现5纳米以下的分辨辨率，预示着半导体制造的又一次飞跃。

约翰霍普金斯大学的研究人员指出，尽管B-EUV理论上能与Hyper-NA EUV竞争，但其开发面临诸多挑战。目前，研究团队承认，距离真正构建出一个B-EUV原型工具仍有数年之遥。这项研究的价值在于，它为克服现有EUV技术的物理极限提供了新的思路。

B-EUV面临的关键挑战

尽管B-EUV技术展现出巨大的潜力，但其从实验室走向实际应用的过程中，仍需克服一系列严峻的挑战。

首先是光源问题。产生稳定、高效且功率足够大的6.7纳米软X射线光源是当前最大的技术障碍之一。研究人员虽然探索了多种方法，例如使用钆激光产生的等离子体来生成所需的辐射，但截至目前，尚未找到一个可靠的解决方案。相较于EUV技术已成熟的激光辅助放电等离子体（LPP）光源，软X射线光源的研发仍处于早期阶段，对能量转换效率、稳定性及寿命都有着极高的要求。

其次是材料相互作用难题。更短波长的软X射线具有更高的光子能量，这意味着它们与传统芯片制造中使用的光刻胶材料不兼容。高能光子会以不同于EUV光刻胶的方式与材料发生作用，可能导致曝光窗口变窄、缺陷率增加或图案解析度下降。因此，开发全新的、对6.5-6.7纳米波长敏感且性能稳定的光刻胶材料成为一项关键任务。此外，由于6.5-6.7纳米的光几乎会被所有材料吸收，这要求设计和制造专门用于这种辐射的多层涂层反射镜。这种反射镜需要在极低的吸收率下实现高反射率，其结构和制备工艺远比EUV光刻中使用的莫利反射镜（Mo/Si多层膜）复杂。

最后，缺乏完善的生态系统支持也构成了一大挑战。一个先进的光刻技术不仅仅依赖于光源和光刻胶，它是一个由众多精密组件和耗材构成的复杂系统。例如，光掩模（photomasks）是图案转移的关键载体，其设计和制造必须能适应更短的波长和更高的分辨率要求。同时，用于保护光掩模不受污染的薄膜（pellicles）也需要重新开发，以确保在软X射线环境下能保持透明度和稳定性。当前，B-EUV光刻工具的设计和部署缺乏相应组件和耗材的生态系统支持，这使得其商业化进程面临巨大阻碍。

B-EUV材料与工艺的进展

尽管挑战重重，研究团队在克服这些技术障碍方面也取得了一些初步进展，特别是在新材料的探索上。

该研究团队深入探讨了某些金属，例如锌（Zinc），如何能增强B-EUV光（约6纳米波长）与芯片制造中使用的抗蚀剂材料之间的相互作用。通过优化材料的组成和结构，研究人员发现锌在特定条件下能有效提升光与抗蚀剂的耦合效率，从而有望实现更精细的图案刻蚀。研究指出，虽然锌在当前波长下表现出色，但团队也发现其他金属可能在不同波长下具有更优异的性能，这为未来芯片制造技术提供了更大的材料选择灵活性。

此外，研究人员还开发了一种名为**化学液体沉积（Chemical Liquid Deposition，简称CLD）**的新技术，用于在硅晶圆上涂覆这些金属有机化合物。这种方法能够形成一层薄而均匀的、类似镜面的非晶态沸石咪唑骨架（aZIF）材料层，其生长速度可达到每秒1纳米。这种精确的沉积技术对于构建未来的B-EUV光刻系统至关重要，因为它能为光刻胶或反射镜提供所需的特定光学或化学特性。

行业背景关联与未来展望

B-EUV技术的提出并非孤立事件，它反映了半导体行业在追求摩尔定律极限时所面临的深层次问题和持续探索。随着EUV光刻技术日趋成熟并逐渐逼近其物理极限，尤其是High-NA EUV光刻机单台成本已高达数亿美元，技术迭代的边际成本不断攀升，寻找“后EUV”时代的解决方案已成为必然。

这项研究虽然尚处于基础科学探索阶段，距离工程化应用还有漫长的道路，但它代表了全球科研机构对下一代芯片制造技术的前瞻性布局。它预示着，在现有EUV技术路线之外，行业正在积极寻求全新的物理原理和材料科学突破，以继续推动芯片性能的提升和成本的优化。新媒网跨境认为，这种对极致技术的追求，不仅是技术层面的竞争，更是对未来全球数字经济和国家科技实力的战略投资。未来数十年，谁能掌握更先进的光刻技术，谁就可能在半导体产业乃至整个高科技领域占据主导地位。

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本文来源：新媒网 https://nmedialink.com/posts/us-b-euv-litho-brings-sub-5nm-chips.html