美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種桌面級(jí)極紫外（EUV）光刻裝置，并結(jié)合新型三維納米打印技術(shù)，將原本需要數(shù)天完成的加工過(guò)程壓縮至數(shù)分鐘，有望降低半導(dǎo)體芯片制造門檻。研究團(tuán)隊(duì)表示，除芯片制造外，該技術(shù)還有望應(yīng)用于納米藥物、量子計(jì)算和新材料合成等領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表于新一期《納米快報(bào)》。

EUV光刻是當(dāng)前先進(jìn)芯片制造的核心技術(shù)，其原理是利用極紫外光將電路圖案“打印”到硅基底上，最終形成手機(jī)、電腦等電子設(shè)備中的芯片。然而，現(xiàn)有商用EUV光刻機(jī)造價(jià)通常超過(guò)2億美元，體積大到需要占據(jù)整個(gè)房間，導(dǎo)致全球僅有少數(shù)企業(yè)具備使用和研發(fā)能力。

為降低研究門檻，團(tuán)隊(duì)對(duì)傳統(tǒng)EUV光刻系統(tǒng)進(jìn)行了大幅簡(jiǎn)化，僅保留核心組件，開(kāi)發(fā)出一套體積更小、成本更低且更易改造的桌面級(jí)設(shè)備。

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)引入一種名為“體積式3D圖案化”的新型打印技術(shù)。現(xiàn)有的EUV光刻技術(shù)在制造三維納米結(jié)構(gòu)時(shí)，通常只能以二維方式逐層堆疊打印，新打印技術(shù)突破了這一限制。此外，傳統(tǒng)方法雖然曝光打印過(guò)程較快，但后續(xù)處理過(guò)程往往需要數(shù)天時(shí)間。新技術(shù)能并行構(gòu)建多個(gè)納米層級(jí)結(jié)構(gòu)，而非逐層堆疊，從而將曝光時(shí)間縮短至幾分鐘。

團(tuán)隊(duì)稱，這項(xiàng)工作源于美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)“半導(dǎo)體未來(lái)”計(jì)劃，目標(biāo)是降低半導(dǎo)體研究成本，加快新材料和新工藝開(kāi)發(fā)。目前，他們已利用該裝置測(cè)試了新型EUV光刻材料，未來(lái)還將開(kāi)展更多實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

現(xiàn)階段，該技術(shù)主要適用于具有周期性結(jié)構(gòu)的器件制造，例如存儲(chǔ)芯片和光子器件。團(tuán)隊(duì)希望進(jìn)一步提高打印速度和加工復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)更小尺寸半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制造，從而提升芯片計(jì)算性能。