8月2日、沖縄科学技術大学院大学（OIST）の新竹勉教授は、極端紫外線（EUV）リソグラフィー技術を提案した。この設計に基づく EUV リソグラフィ技術は、より小型の EUV 光源でも動作できるため、コストが削減され、機械の信頼性と耐用年数が大幅に向上します。消費電力は従来の EUV リソグラフィー装置の 10 分の 1 以下であり、これにより半導体産業の環境面での持続可能性が高まります。
この技術は、これまでこの分野で克服できないと考えられていた2つの問題を解決するため、ブレークスルーを達成できることがわかります。 1 つ目は、わずか 2 枚のミラーで構成される新しい光学投影システムです。 2つ目は、光路を遮ることなく、平面ミラー（フォトマスク）上のロジックパターンにEUV光を直接効率よく照射する新しい方法です。
人工知能 (AI) 用の高度な半導体チップ、携帯電話などのモバイル機器用の低電力チップ、日常使用に必要な高密度 DRAM メモリの製造は、EUV リソグラフィーに依存しています。しかし、半導体製造における課題には、高電力消費と装置の複雑さがあり、設置、メンテナンス、電力消費のコストが大幅に増加します。新竹教授は、「この発明は、これらのほとんど知られていない問題をほぼ完全に解決できる画期的な技術である」と述べています。
カメラ、望遠鏡、従来の UV リソグラフィーなどの従来の光学システムには、中心軸に沿って軸対称に配置された光学要素 (絞りやレンズなど) があり、これにより最高の光学性能と最小限の光学収差が保証されます。ただし、EUV 光線は波長が非常に短く、ほとんどの物質に吸収され、透明なレンズを透過できないため、これは当てはまりません。したがって、EUV光は、光路に沿ったオープンスペースで光をジグザグに反射する三日月型のミラーによって反射されます。ただし、このアプローチでは光が中心軸から離れてしまうため、重要な光学特性が犠牲になり、システム全体のパフォーマンスが低下します。
この新技術は、中央に小さな穴を備えた2つの軸対称ミラーを配置することで、優れた光学特性を実現します。
EUV光は吸収率が高いため、ミラーで反射されるたびにエネルギーが40%減少します。業界標準では、使用される 10 枚のミラーを通ってウェーハに到達する EUV 光源エネルギーはわずか約 1% であり、これは非常に高い EUV 光源出力が必要であることを意味します。比較すると、EUV 光源からウェーハまでのミラーの総数を 4 つに制限することで、エネルギーの 10% 以上を転送できます。これは、数十ワットを出力する小型の EUV 光源でも同様に効率的に動作でき、電力使用量を大幅に削減できることを意味します。
フォトマスク上の像をシリコンウエハに転写するEUVリソグラフィーの中核となる投影機は、天体望遠鏡と同様に2枚の反射鏡のみで構成されています。従来のプロジェクターでは少なくとも 6 枚の反射鏡が必要であったため、この構成は非常に簡単です。これは、光学の収差補正理論を注意深く再考することによって実現されました。
Jun Hsinchu教授は、光路を妨げることなく平面鏡フォトマスクにEUV光を正面から照射する「ダブルラインフィールド」と呼ばれる新しい照明光学方式を設計することでこの問題を解決した。
この技術は沖縄科学技術大学が特許出願しており、実証実験を通じて実用化が期待されている。世界のEUVリソグラフィ市場は2024年の89億米ドルから2030年には174億米ドルに、年平均成長率は12%で成長すると予想されており、この特許は多大な経済効果を生み出すことが期待されている。