IBM攜手泛林集團 劍指1奈米晶片技術

美國科技公司 IBM(IBM-US)與半導體設備大廠泛林集團 (LRCX-US) 近日宣布簽署一項為期五年的聯合研發協議，雙方將合作開發面向 1 奈米以下邏輯晶片的材料與製程技術，並以高數值孔徑 (High-NA) 極紫外線 (EUV) 光刻技術為核心。這項合作將在美國紐約州奧爾巴尼的 NY Creates 奈米技術綜合體內、IBM 研究中心進行，被視為推動下一代半導體製程的重要一步。

兩家公司表示，此次合作將結合泛林集團在半導體設備與材料技術方面的能力，以及 IBM 在先進製程研發領域的技術積累，以加速高 NA EUV 技術在未來邏輯晶片製造中的應用。高 NA EUV 被認為是推動 1 奈米以下節點的重要關鍵技術，業界普遍視其為延續晶片微縮的重要路徑。

IBM 與泛林集團已有超過十年的合作歷史，雙方曾共同參與 7 奈米製程技術開發、奈米片電晶體架構設計，以及早期 EUV 製程整合。2021 年，IBM 正是在這一長期合作基礎下，宣布成功研發全球首個 2 奈米節點晶片，當時被視為晶片微縮技術的重要里程碑。

根據最新合作協議，雙方將利用泛林集團多項設備與技術平台進行製程驗證與開發，包括 Kiyo 與 Akara 刻蝕平台、Striker 與 ALTUS Halo 沉積系統，以及 Aether 乾式光阻技術。研究將集中於奈米片與奈米疊層裝置架構，以及背面供電技術的完整製程整合。

在先進光刻技術方面，傳統 EUV 微影多採用化學放大光阻，這類濕式材料在高 NA EUV 設備所要求的更高解析度與更嚴格公差條件下逐漸面臨挑戰。泛林集團開發的 Aether 技術則採用乾式光阻方案，透過氣相前驅體沉積方式取代傳統旋塗製程，並結合等離子體乾式顯影技術。

與傳統碳基光阻相比，Aether 所使用的金屬有機化合物對 EUV 光的吸收能力可提高約 3 至 5 倍，這意味著每片晶圓所需的曝光劑量更低，有助於在先進節點維持單次曝光圖案化，避免採用成本更高且流程更複雜的多重圖案化技術。

泛林集團今年 1 月曾宣布，Aether 乾式光阻已被一家領先的記憶體製造商選定為其最先進 DRAM 製程的量產設備，但未透露該客戶名稱。市場普遍認為，這項技術若能成功導入邏輯晶片製程，將進一步提升高 NA EUV 的量產可行性。

根據雙方發布的聯合聲明，此次合作的重點之一是解決高 NA EUV 圖案轉移至實際裝置層時的「轉移良率」問題。Aether 乾式光阻在此方面具備潛在優勢，因為其從曝光到蝕刻的製程步驟較少，可降低在極小幾何尺寸下發生圖案劣化的機率。

此外，奈米片電晶體技術也將是合作的另一核心。奈米片架構透過堆疊多層薄矽片，可在不增加元件佔用面積的情況下提升電流驅動能力，被視為下一代邏輯晶片的主流電晶體架構。雙方研發團隊將建構並驗證奈米片與奈米疊層元件的完整製程流程，同時導入背面供電技術，透過從晶圓背面佈線供電，釋放晶片正面互連層以提升訊號傳輸效率。

IBM 與泛林集團表示，透過整合高 NA EUV 光刻、奈米片電晶體架構以及背面供電技術，未來有望實現更高效能、更高密度的邏輯晶片，並為 1 奈米以下節點的量產建立可行路徑。公司指出，這些技術能力的結合將有助於確保高 NA EUV 圖案能以高良率可靠地轉移至實際器件層，進一步推動半導體持續微縮與性能提升。