2026年6月,南極熊獲悉,德克薩斯大學奧斯汀分校(UT)研究人員開發出一種基于體積3D打印的桌面式極紫外光刻(EUV)工藝,可在幾分鐘內一次性成型完整的三維納米結構,大幅縮短傳統EUV逐層構建的加工周期。
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△研究人員使用桌面式EUV光源和自組裝納米球掩模,一次曝光即可打印出最小25納米的三維納米結構
UT大學教授Chin-Hao Chang將這項低成本EUV工藝與傳統方法對比:“傳統EUV的實際打印時間可能不長,但整個處理過程可能需要幾天時間。而新方法可在幾分鐘內完成。”
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△相關成果已發表在《Nano Letters,》期刊上,研究題目為“利用極紫外膠體Talbot光刻技術進行三維納米圖案化”
從4億美元到桌面級:極紫外光刻的成本困局
光刻技術是一種半導體制造工藝,它利用激光將圖案轉移到涂覆在基板上的化學層上,是迄今為止人類創造的最為先進的制造工藝之一。同時,它也是迄今為止最昂貴的工藝之一,這些最先進的EUV設備僅由荷蘭ASML一家公司生產,單臺售價約4億美元,全球絕大多數研究機構和中小企業難以企及。
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△一種新型3D打印設備和技術有望加速半導體研究
UT的研究人員正試圖通過開發一種低成本的“桌面式”設備來打破極紫外光刻技術普及的壁壘。與傳統逐層堆疊的3D打印不同,體積3D打印通常旋轉盛有光敏聚合物的容器,從各個角度接受光照,一次性成型整個物體。UT團隊的方法更進一步:讓單一光源穿過靜止的自組裝納米球,同樣實現一次性打印,但尺度縮小到了納米級。
除了自主研發的打印設備,研究團隊還受益于德克薩斯大學達拉斯分校和約翰·霍普金斯大學合作者開發的EUV光刻材料。該研究部分資金來自美國國家科學基金會(NSF)2024年“半導體未來”(FuSe2)競賽撥款。
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應用前景:不止于半導體制造
這項研究的第一作者、Saurav Mohanty博士指出:“除了半導體制造,3D納米結構圖案化的能力還可以應用于納米藥物、量子計算或新型材料合成等領域。”
對于這項技術而言,從實驗室原型到可廣泛部署的研究工具,仍有很長的路要走。但如果它最終能夠成功轉化為可量產設備,能夠負擔得起自主半導體研究的機構數量將大幅增加,這正是桌面式EUV最值得關注的長期價值。
參考資料https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.6c01662
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