加州大學伯克利分校的幾位研究者日前宣布，他們已經開發出了一種新的光刻技術，有望將摩爾定律一直延續到5nm制程，同時還可能替代目前的Blu-Ray技術成為未來的光學存儲方案。該研究由加大伯克利機械工程系的兩位教授張翔（音譯）和David Bogy主持，其原理看起來非常簡單，在光刻設備的聚光透鏡和晶圓之間增加了一個機械臂進行二次聚焦。從外觀上來看，添加該機械臂后的光刻設備整體結構類似于目前的硬盤。

    當前的光刻技術的主要受限于激光波長，193nm波長的DUV深紫外激光技術已經接近極限，下一步可能需要采用13.5nm波長的EUV極紫外光刻技術，才能滿足32nm、22nm以及后續制程工藝的需要。但使用這樣極短波長的激光技術，將不可避免的導致光刻設備內部光路復雜，成本及其高昂。

    加大伯克利的這項名為“等離子體光刻”的新技術則另辟蹊徑，利用了金屬電子在接受光照時的一種震蕩效應。該效應被稱作漸逝波，波長比入射光線短得多。因此，研究者在光刻設備中極接近晶圓表面的地方，增加了一個活動金屬臂，其頂端就是利用漸逝波效應的金屬等離子體“鏡片”，在傳統的光刻紫外激光下進行二次聚焦提高精度。目前在實驗室中，100nm的理論驗證性試驗已經成功，而在理論上，這種工藝可以將制程提高到5nm到10nm。

    研究者稱，金屬臂的“飛行高度”非常低，相當于一架波音747飛行在距地面1毫米的地方。而且，金屬臂還可快速移動完成大面積光刻，每條金屬臂上可安裝最高10萬個微小的鏡頭，試驗中的設備每秒可移動4到12米，高速同步完成光刻工藝。

    更重要的是，使用這種技術的成本相當低。由于有了二次聚焦，因此不需要使用超短波長激光設備，過時多年的長波長光刻設備在增加金屬臂機構后就能夠重新投入使用，唯一的高成本只有制造等離子體透鏡一環。因此一旦新技術投入商用，成本會快速下降。

    研究者表示，該技術有望在3到5年內進入工業化應用。除了半導體光刻設備領域外，同樣的技術原理還可以使用在光學存儲上，制造出存儲容量比藍光BD高10到20倍的新一代光盤技術。

    這項新技術論文將被刊登在12月號的《自然納米技術》雜志上，作者除兩位教授外，還包括他們的幾位研究生，其中也不乏華裔學生如“Yuan Wang”、“Cheng Sun”等。

    試驗設備刻出的100nm圖案