比利時(shí)微電子研究中心（imec）在其位于魯汶的 300 毫米超凈間內(nèi)，完成了阿斯麥（ASML）EXE:5200 高數(shù)值孔徑（High NA）極紫外（EUV）光刻系統(tǒng)的裝機(jī)調(diào)試，這是半導(dǎo)體制造與研發(fā)領(lǐng)域的一項(xiàng)里程碑式突破。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了前所未有的光刻分辨率與工藝控制能力，為 2 納米以下邏輯芯片技術(shù)和下一代存儲(chǔ)器架構(gòu)的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。這套高數(shù)值孔徑極紫外光刻平臺(tái)與頂尖的計(jì)量、圖形刻制設(shè)備及材料體系深度融合，有望大幅縮短技術(shù)研發(fā)周期，滿足人工智能和高性能計(jì)算應(yīng)用對(duì)芯片制程微縮的需求。

高數(shù)值孔徑極紫外光刻技術(shù)將傳統(tǒng)極紫外光刻系統(tǒng)的數(shù)值孔徑從 0.33 提升至約 0.55，光學(xué)分辨率實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。這一改進(jìn)使得芯片制造商可通過單次曝光刻制出更小的器件特征尺寸，減少對(duì)多重曝光技術(shù)的依賴 —— 而多重曝光會(huì)增加工藝復(fù)雜度、提升制造成本并引入更多工藝偏差。阿斯麥 EXE:5200 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更精細(xì)的節(jié)距分辨率和更高的套刻精度，助力半導(dǎo)體廠商將摩爾定律推進(jìn)至埃米級(jí)制程時(shí)代。對(duì)于環(huán)柵納米片晶體管、互補(bǔ)式場(chǎng)效應(yīng)晶體管等先進(jìn)晶體管架構(gòu)而言，層間對(duì)準(zhǔn)公差要求極為嚴(yán)苛，因此更高的套刻精度顯得尤為關(guān)鍵。

EXE:5200 系統(tǒng)在產(chǎn)能和工藝穩(wěn)定性上也實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)升級(jí)。重新設(shè)計(jì)的晶圓存儲(chǔ)裝置與優(yōu)化的載物臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)，降低了晶圓傳輸過程中的工藝偏差；改進(jìn)的照明和投影光學(xué)系統(tǒng)，有效提升了線邊緣粗糙度和關(guān)鍵尺寸均勻性。這些性能提升是保障先進(jìn)制程芯片良率的核心要素。該系統(tǒng)與先進(jìn)計(jì)量設(shè)備的集成，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)工藝控制，讓光刻、刻蝕、檢測(cè)各工序間能快速反饋數(shù)據(jù)。這種一體化設(shè)計(jì)縮短了工藝研發(fā)周期，也讓比利時(shí)微電子研究中心及其合作方能夠在符合工業(yè)量產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的尺度下，探索全新的圖形刻制策略。

比利時(shí)微電子研究中心的協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)，是充分發(fā)揮高數(shù)值孔徑極紫外光刻技術(shù)價(jià)值的關(guān)鍵。該研究中心與芯片制造商、設(shè)備供應(yīng)商、光刻膠廠商、掩模研發(fā)企業(yè)及計(jì)量領(lǐng)域?qū)＜艺归_深度合作，實(shí)現(xiàn)了光刻工藝、光刻膠化學(xué)配方、掩模設(shè)計(jì)與刻蝕工藝集成的協(xié)同優(yōu)化。例如，光刻膠材料需經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，在高數(shù)值孔徑曝光條件下平衡感光度、分辨率和線邊緣粗糙度三大指標(biāo)；同時(shí)，更高的數(shù)值孔徑會(huì)讓掩模的三維效應(yīng)更加顯著，這就需要借助先進(jìn)的計(jì)算光刻技術(shù)和掩模校正技術(shù)來解決。通過向行業(yè)合作方開放 EXE:5200 系統(tǒng)的早期試用權(quán)限，比利時(shí)微電子研究中心推動(dòng)各方協(xié)同攻克上述技術(shù)難題，加速技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地。

高數(shù)值孔徑極紫外光刻技術(shù)的落地，對(duì)人工智能和高性能計(jì)算負(fù)載下的器件微縮也具有重要意義。隨著晶體管集成密度的提升，電源效率和性能的優(yōu)化成為支撐大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心加速等計(jì)算密集型應(yīng)用的核心需求。高數(shù)值孔徑極紫外光刻賦能的 2 納米以下制程技術(shù)，可提升晶體管開關(guān)速度、降低漏電流并實(shí)現(xiàn)更高的互連密度。這些技術(shù)突破有助于打造更高效的計(jì)算架構(gòu)，降低先進(jìn)處理器的時(shí)延并提升能效。此外，該技術(shù)還能推動(dòng)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器及新型存儲(chǔ)架構(gòu)等先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)的制程微縮，而這對(duì)高帶寬需求的人工智能系統(tǒng)而言至關(guān)重要。

EXE:5200 系統(tǒng)的裝機(jī)，也對(duì)區(qū)域半導(dǎo)體研發(fā)的領(lǐng)先地位具有重要戰(zhàn)略意義。作為阿斯麥、歐洲相關(guān)科研計(jì)劃及各國(guó)政府深度合作的成果，該系統(tǒng)鞏固了歐洲在先進(jìn)半導(dǎo)體研發(fā)領(lǐng)域的地位，成為比利時(shí)微電子研究中心中試線基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，助力開展符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)研究和技術(shù)轉(zhuǎn)化。阿斯麥與比利時(shí)微電子研究中心在費(fèi)爾德霍芬共建的高數(shù)值孔徑極紫外光刻聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將持續(xù)運(yùn)營(yíng)，確保 2026 年第四季度完成系統(tǒng)認(rèn)證前的各項(xiàng)研究工作穩(wěn)步推進(jìn)。

總結(jié)

阿斯麥 EXE:5200 高數(shù)值孔徑極紫外光刻系統(tǒng)的落地，是半導(dǎo)體制程微縮進(jìn)程中的關(guān)鍵里程碑。該平臺(tái)融合了更高的光學(xué)分辨率、更精準(zhǔn)的套刻控制、更高的生產(chǎn)效率和生態(tài)協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，為埃米級(jí)器件架構(gòu)的研發(fā)提供了可能。這一技術(shù)突破不僅支撐邏輯和存儲(chǔ)芯片技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，加速人工智能和高性能計(jì)算市場(chǎng)的技術(shù)研發(fā)，還進(jìn)一步鞏固了下一代半導(dǎo)體制造所需的協(xié)同研究體系。