IBM展示高数值孔径EUV工艺能力，瞄准2纳米以下节点量产

在2026年SPIE先进光刻与图案化会议上，IBM研究院将发表一系列相互关联的演讲，形成逻辑图案化未来的统一路线图——从图像形成物理学到全流程模块性能和器件级电气结果。这些演讲将共同展示业界如何从研究阶段转向下一代器件，并开始大规模生产。

在会议期间，IBM研究人员将发表几项新研究成果，共同展示高数值孔径EUV、偏振控制、随机风险降低、下一代掩膜和光刻胶等多种技术如何协同推进半导体制造的边界。这些突破将实现尺寸和边缘位置误差的缩放，同时保持对芯片可制造性和总拥有成本的关注。

图案化和键合解决方案

IBM研究院图案化和键合解决方案高级经理Luciana Meli将在会议的图案化材料和工艺进展分会上发表主旨演讲，概述高数值孔径EUV和其他分辨率增强技术如何创造必要的设计余量，以继续缩放关键尺寸和边缘位置误差。她的结果表明在高数值孔径制造准备方面取得了明确进展，提供了将图案化和边缘位置误差控制扩展到2纳米节点以外所需的能力。IBM早在2021年就发布了全球首款2纳米节点芯片。

Meli将在演讲中进一步详述所涉及的技术和成本权衡，以及光刻路线图为满足未来缩放目标所需的相应调整。

光刻技术创新

IBM光刻研究员Martin Burkhardt也将在会议上发表演讲，概述业界如何通过将k?因子（技术分辨率极限的表示）推得更低，并扩展低数值孔径和高数值孔径EUV的实用性，在EUV光刻中继续缩小器件尺寸和边缘位置误差。他将演示成像质量如何越来越受到偏振、衰减和偏差的影响，并表明横向电场或TE偏振照明在实现稳定、高质量成像方面具有强大的价值主张。

下一代技术路线图

为了突破高数值孔径EUV的极限，业界必须开始思考下一个十年需要什么光刻技术。IBM杰出工程师Allen Gabor将发表下一代路线图，涵盖先进工具概念、预测性光刻胶指标和能够支持5纳米以下间距成像的大格式掩膜技术。这些进展通过连接光刻物理学、材料创新和可制造节点，在实验室研究和大规模生产下一代器件之间架起桥梁。

器件缩放研究进展

另有三位研究人员将在会议上发表演讲，说明当前为改善器件缩放所做的工作：

栅极图案化方面，单次曝光EUV栅极图案化正在接近基本极限，因为随机噪声在先进节点推动线宽粗糙度和局部关键尺寸均匀性挑战。这些直接影响晶体管变异性和性能。IBM研究员Gopal Kenath将通过协同优化光源、光刻胶和掩膜，包括三束照明和下一代材料，展示在50纳米以下间距可能大幅减少低频和整体粗糙度，打破低数值孔径缩放关系并为未来栅极缩放开辟新途径。

接触孔图案化方面，IBM研究员Dario Goldfarb将量化0.55数值孔径EUV和0.33数值孔径EUV之间的实际性能差异。使用化学放大光刻胶和金属氧化物光刻胶，该研究评估关键尺寸和间距缩放，以及包括掩膜误差增强因子、焦深、局部关键尺寸均匀性和随机缺陷性在内的其他关注点，确立高数值孔径何时以及如何为二维特征提供产量相关改进。

金属图案化和电气相关性方面，IBM研究员Chris Penny将比较用低数值孔径和高数值孔径EUV图案化的镶嵌铜和减法钌流程。通过详细表征，该工作将提供图案化和集成选择的清晰对比评估，以交付满足下一代性能目标的高保真互连。

生态系统合作创新

IBM研究团队将在演讲中展示一个集成的研发管道，将基础成像突破转化为集成就绪的工艺模块——最终转化为器件级性能增益。从偏振工程成像的进展到高数值孔径互连演示，每项贡献都加强了AI时代缩放的统一路线图。

这16场技术演讲集体突出了IBM半导体创新引擎的实力，涵盖逻辑光刻、先进封装和计量学。这些努力通过奥尔巴尼生态系统的合作伙伴进一步放大——包括TEL、Nova、Lam、ASML、Fractilia和布鲁克海文国家实验室——他们的合作加速了整个半导体堆栈的进展，并加强了整个创新管道。

以下是IBM及合作伙伴在今年会议上的完整演讲列表：

IBM光刻路线图：未来光刻工具和掩膜需求以及避免随机缺陷的光刻胶要求

2026年2月24日，下午2-3点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220A

在线二次离子质谱对器件可靠性和性能的影响评估（与Nova联合论文）

2026年2月25日，下午5-7点（太平洋标准时间）｜会议中心，大厅2

使用高数值孔径EUV光刻探索接触孔图案化的极限

2026年2月25日，下午2点（太平洋标准时间）｜会议中心，210C室

使用偏振控制的EUV低k?光刻前景

2026年2月23日，上午11点-中午12点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220A

通过光源-光刻胶-掩膜协同优化缩放单次曝光EUV栅极线边缘粗糙度

2026年2月24日，上午9-10点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220A

减轻EUV光刻胶CD-SAXS计量中的X射线诱导损伤（与布鲁克海文国家实验室联合论文）

2026年2月26日，下午4-5点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

超越缩放：AI时代的高数值孔径EUV、边缘位置误差和随机控制

2026年2月23日，上午10-11点（太平洋标准时间）｜会议中心，210C室

评估三维工程干光刻胶膜在0.33数值孔径和高数值孔径EUV图案化中的性能（与Lam Research联合）

2026年2月24日，下午2点（太平洋标准时间）｜会议中心，210C室

高数值孔径EUV在先进节点减法互连图案化中的评估

2026年2月26日，上午11点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220C

受晶圆形貌和掩膜版缝合影响的下一代先进封装光刻工艺优化

2026年2月23日，下午2-3点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220A

EUV紧间距应用的光酸产生剂设计配方考虑（与Qnity联合）

2026年2月24日，上午9点（太平洋标准时间）｜会议中心，210C室

负性调色剂金属氧化物光刻胶的优化显影方法和蚀刻协同优化性能（与TEL联合）

2026年2月23日，下午1-2点（太平洋标准时间）｜会议中心，210C室

图案化结构上区域选择性沉积工艺的在线XPS计量（与Nova联合）

2026年2月25日，上午9-10点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

结合插值参考计量和OCD机器学习的混合键合铜凹陷在线监测（与Nova联合）

2026年2月24日，上午10-11点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

测量接触孔分布用于预测缺失接触孔率（与Fractilia联合）

2026年2月26日，下午4点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

用于先进半导体制造和全集成目标计量的在线XPS（与Nova联合）

2026年2月23日，下午4点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

纳米片晶体管器件优化计量的基于模型的拉曼模拟（与Nova联合）

2026年2月24日，上午8-9点（太平洋标准时间）｜会议中心，210A室

先进封装的光刻创新：实现大场集成的可扩展性（与ASML联合）

2026年2月23日，下午3点（太平洋标准时间）｜会议中心，大宴会厅220A

Q&A

Q1：高数值孔径EUV技术相比传统EUV有什么优势？

A：高数值孔径EUV技术相比0.33数值孔径的传统EUV，能够显著改善关键尺寸和间距缩放能力，提供更好的焦深、局部关键尺寸均匀性，并减少随机缺陷性。这项技术为2纳米以下节点的制造提供了必要的设计余量，能够实现更高精度的图案化和边缘位置误差控制。

Q2：IBM如何解决EUV光刻中的随机噪声问题？

A：IBM通过多种方式解决随机噪声问题：协同优化光源、光刻胶和掩膜系统，采用三束照明和下一代材料技术，使用TE偏振照明实现稳定高质量成像。这些技术能够大幅减少50纳米以下间距的低频和整体粗糙度，打破传统缩放关系限制。

Q3：这些光刻技术突破对AI芯片发展有什么意义？

A：这些技术突破为AI时代的芯片发展提供了关键支撑。通过实现更小的器件尺寸和更精确的边缘位置误差控制，能够制造出性能更强的AI芯片。IBM展示的集成研发管道将基础成像突破转化为实际的器件级性能增益，为AI计算需求提供了必要的半导体制造能力。