沖繩科學技術大學（OIST）的新竹勉教授（Professor Tsumoru Shintake）提出了一種全新且大大簡化的極紫外光（EUV）光刻工具，成本低於由 ASML 開發和製造的同類設備。如果該設備進入量產，有可能重塑晶片製造設備行業，甚至整個半導體行業。
簡化光學系統，提升效率
這套新系統在光學投影配置中僅使用兩面鏡子，與傳統的六面鏡子配置明顯不同。這樣的光學系統挑戰在於必須將這些鏡子排列在一條直線上，以確保系統在沒有通常與 EUV 光相關的失真情況下保持高光學性能。新光學路徑允許超過 10% 的初始 EUV 能量到達晶圓，而標準配置中僅約有 1%，這一改進是一項重大突破。
解決兩大挑戰
新竹教授的團隊解決了 EUV 光刻中的兩大挑戰：防止光學像差和確保有效的光傳輸。OIST 的「雙線場」（dual-line field）方法在不干擾光路的情況下照亮光罩，從而將失真降至最低並提高矽晶圓上的圖像精度。
降低功耗，提升可靠性
這種極簡設計的一大優勢是提高了可靠性並減少了維護的複雜性。該 EUV 光刻工具設計的另一個優勢是大幅降低了功耗。由於優化了光學路徑，系統僅需 20W 的 EUV 光源，總功耗不到100kW。相比之下，傳統 EUV 光刻系統通常需要超過 1MW 的功率。由於功耗較低，這套新光刻系統不需要複雜且昂貴的冷卻系統。
這種新系統的性能已通過光學模擬軟體進行了嚴格驗證，證實其具備生產先進半導體的能力。OIST 為這項技術申請了專利，可見研發團隊已針對這項發明做好商業部署。OIST 致力於進一步推進 EUV 工具設計，目標是將其投入實際應用。該研究所認為這項創新是解決全球挑戰的關鍵，例如晶片生產成本和半導體工廠的功耗問題。
此發明的經濟前景也十分樂觀。全球 EUV 光刻市場預計將從 2024 年的 89 億美元增長到 2030年的 174 億美元。隨著這種簡化設計的 EUV 工具的引入，未來幾年內可能會有更多 EUV 系統被行業採用。然而，目前尚不清楚 OIST 的工具何時可以商業化。
＊本文開放合作夥伴轉載，資料來源：《Tom’s Hardware》首圖來源：《Unsplash》
