不用EUV，也能做3nm？

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文章摘要

半导体产业在过去几十年中依赖光刻能力的演进实现制程微缩，但光刻技术正变得愈发昂贵且复杂。随着工艺制程不断精进，晶圆价格直线攀升，先进制程图形化难度极高，欧盟光刻机不仅价格高昂且供应商单一。在此背景下，瑞典初创公司 AlixLabs 提出了一条替代路径，利用原子层刻蚀节距分裂技术，试图在无需极紫外光刻的情况下实现 5nm 甚至 3nm 的图形化。这项技术的起因源于实验室的偶然发现，研究人员观察到纳米线在缩小过程中分裂成两根更细的结构，这等价于一种天然的多重图形化。

该核心技术基于原子层刻蚀的延伸，是一种自限制过程，通过逐层去除原子实现极致的尺寸控制。原子级刻蚀把一条线劈成了两条，这种原子级减法带来了形貌自对准能力和三维结构保真度。基于此提出的原子层间距分裂工艺，本质是利用原子层刻蚀将已有图形复制并分裂，实现密度倍增。与传统多重图形化方案相比，该工艺步骤大幅简化，且结构质量不输传统工艺。实验结果显示，该技术能够稳定实现约两倍的间距压缩，并同步缩小线宽，在硅基材料上实现了 10nm 级关键尺寸与 12.5nm 级半节距，这一指标已经逼近低数值孔径极紫外光刻的能力范围。尽管在极限尺寸和线边粗糙度上，高数值孔径极紫外光刻仍具优势，但所展现出的接近性能加显著更低成本的组合，使其具备成为部分工艺层替代方案的潜力。

产业化方面，该公司已与英特尔合作，在体硅上成功演示了无需使用极紫外光刻技术的 12.5 纳米半间距鳍片结构。对于无法获得极紫外光刻配额或难以承受高昂成本的晶圆厂而言，这提供了一条现实可行的第二路径。2025 年与联电合作进行晶圆级演示，使用浸没式氟化氩光刻技术，成功实现了 19 纳米的半节距。设备路线图显示，阿尔法级设备已可进行 300 毫米晶圆演示，贝塔级工具即将交付，伽马平台针对大批量生产处于概念设计阶段。预计该技术有望将尖端逻辑和存储器晶圆的制造成本降低高达每层掩模百分之四十。当然，该技术并不会在短期内完全取代极紫外光刻，但在大量非关键层以及成本敏感的应用场景中，有望成为更具性价比的解决方案，与光刻技术形成长期共存的格局。