在芯片制程逼近物理极限的今天，行业对下一代光刻技术的探索从未停止。ASML 的高数值孔径（High-NA）EUV 光刻机尚在量产爬坡，学术界已开始思考：能否用更短波长的光源，打破 13.5nm 的束缚？
近日，约翰霍普金斯大学研究团队在《Nature》发表论文，提出一种名为 “B-EUV”（Beyond-EUV） 的新型光刻方法，使用波长为 6.5–6.7nm 的软 X 射线，理论上可实现 低于 5nm 的特征尺寸，甚至有望超越正在研发中的 Hyper-NA EUV。
这项工作并未构建完整光刻系统，而是聚焦于一个关键瓶颈——抗蚀剂材料（photoresist），并提出了创新解决方案。
当前光刻技术路线图对比
注：分辨率受多重图案化影响，此处指单次曝光能力。
从原理上看，波长越短，分辨率越高。将光源从 13.5nm 缩短至约一半，意味着在相同光学系统下即可获得更高精度，无需像 Hyper-NA 那样依赖极端复杂的镜片设计和极小视场。
但这条路并不平坦。
B-EUV 的四大核心挑战
尽管软 X 射线在纸面上具备优势，实际应用面临多重障碍：
1. 光源尚未成熟
目前尚无稳定、高功率的 6.7nm 波段光源。已有尝试包括：
- 钆（Gd）等离子体激光激发
- 同步辐射装置（仅限实验室）
但均未形成工业标准，距离实用化仍有距离。
2. 传统抗蚀剂失效
现有 EUV 抗蚀剂基于有机分子或金属氧化物，在 13.5nm 下通过二次电子引发化学反应。但在 6.5nm 的高能光子照射下：
- 光子穿透过深
- 能量分布不均
- 导致图案模糊或损伤基底
因此必须开发全新材料体系。
3. 反射系统几乎不可能
13.5nm EUV 已需多层 Mo/Si 镜面反射（反射率仅约70%）。而 6.5nm 的软 X 射线几乎被所有材料强烈吸收，无法有效反射，导致传统投影光路难以构建。
4. 生态系统空白
从掩模（pellicle）、镜头到对准系统，整个 B-EUV 生态链尚未建立，缺乏标准化组件支持。
约翰霍普金斯的突破：新型金属-有机抗蚀剂 + CLD 工艺
面对上述难题，该团队选择“绕开最难的部分”，专注于解决材料响应问题。
他们发现：某些金属元素（如锌 Zn）在吸收 6.7nm 软 X 射线后，能高效发射出大量二次电子，从而触发周围有机分子的化学交联或分解反应——这正是光刻所需的感光机制。
而这种效应在传统 13.5nm EUV 下并不显著，说明 材料必须与特定波长匹配。
关键创新一：aZIF 抗蚀剂薄膜
研究人员采用 咪唑类有机配体 与金属离子结合，形成一类称为 无定形沸石咪唑框架（aZIFs） 的材料。这类薄膜具有以下优点：
- 均匀致密，厚度可控
- 对软 X 射线敏感度高
- 可通过调节金属种类优化性能
关键创新二：化学液体沉积（CLD）
为了将 aZIF 薄膜均匀涂覆在硅晶圆上，团队开发了 化学液体沉积（Chemical Liquid Deposition, CLD） 技术：
- 在液相中逐层生长薄膜
- 生长速率约为 1nm/秒
- 表面平整如镜，适合高精度曝光
更重要的是，CLD 支持快速筛选不同金属-配体组合，为未来适配多种波长提供灵活性。
实验表明：含锌 aZIF 在 6.7nm 下表现出优异的图案分辨能力，最小线宽可达亚 5nm 级别。
这项研究的意义与局限
✅ 已完成的贡献
- 提出了一种可行的 B-EUV 抗蚀剂材料体系
- 开发 CLD 工艺，实现高质量薄膜沉积
- 验证了金属辅助型抗蚀剂在短波长下的优越性
- 为后续系统级研究提供了材料基础
❌ 尚未解决的问题
- 没有涉及光源构建
- 未设计投影光学系统
- 未解决掩模与 pellicle 方案
- 无量产可行性评估
换句话说，他们找到了“子弹”，但还没有造出“枪”。
对产业的影响：远期潜力大于近期威胁
短期内，B-EUV 不会对 ASML 的 EUV 路线构成竞争。High-NA 和 Hyper-NA EUV 仍将是 2nm 及以下节点的主要推动力。
但从长远看，这项研究打开了新的可能性：
- 若未来能找到稳定的软 X 射线源，并发展出非反射式光路（如接近式掩模），B-EUV 或成替代方案；
- CLD 工艺本身也可用于其他半导体制造场景，如原子层沉积（ALD）替代；
- 金属-有机抗蚀剂的设计思路，可能反向优化当前 EUV 材料。
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