气体控制技术提升极紫外光刻（EUV）晶圆产能
比利时微电子研究中心（imec）证实，在极紫外光刻（EUV）曝光后的关键步骤中，对气体成分进行精准控制，可最大限度降低所需曝光剂量，进而显著提升晶圆产能。
具体而言，当极紫外光刻曝光后烘烤（post-exposure bake）步骤在高氧浓度环境下进行时，金属氧化物光刻胶（MORs）的剂量响应性能得到了显著改善。
金属氧化物光刻胶的技术优势
金属氧化物光刻胶（MORs）已成为先进极紫外光刻应用的核心候选材料，相较于化学放大光刻胶（CARs），它具备更高的分辨率、更低的线边缘粗糙度，以及更优异的 “剂量 - 尺寸” 控制性能。
在采用高数值孔径（High NA）极紫外光刻技术曝光的最高分辨率金属层制程中，金属氧化物光刻胶对微小图形和薄胶膜的图案转移能力更为突出，因此极具应用吸引力。
如今，比利时微电子研究中心进一步证实，在极紫外光刻的曝光后烘烤步骤（即光刻胶曝光后、显影前的关键热处理环节）中，将氧浓度提升至大气环境浓度以上，可进一步优化金属氧化物光刻胶的剂量响应性能。
比利时微电子研究中心的伊万・波伦蒂尔表示：“当曝光后烘烤环节的氧浓度从大气环境的 21% 提升至 50% 时，我们观察到光刻胶的感光速度加快了 15%-20%—— 这一趋势在模型金属氧化物光刻胶和商用金属氧化物光刻胶材料中均有体现。这一发现首次表明，在关键光刻步骤中精准控制气体成分，可大幅降低极紫外光刻所需的曝光剂量，直接提升极紫外光刻机的产能并降低工艺成本。这只是 BEFORCE 工具取得的初步成果：通过控制气体成分，我们获得了一个全新的研究维度，可深入探究环境因素对金属氧化物光刻胶 lithographic 变异性的影响根源。设备制造商可将这些见解作为参考，对其工具进行优化，以进一步提升极紫外光刻的产能和稳定性。”
上述研究成果是通过 BEFORCE 工具实现的 —— 这是比利时微电子研究中心研发的一款独特研究设备，专门用于探究周围环境对金属氧化物光刻胶关键尺寸（CD）稳定性和性能的影响。
比利时微电子研究中心的凯文・多尼解释道：“在商用极紫外光刻集群设备中，涂胶晶圆先在真空中完成曝光，随后被转移至曝光后烘烤单元，在大气环境下进行加热处理。而我们的 BEFORCE 工具能够模拟这些操作流程，但晶圆转移和曝光后烘烤环节均与洁净室大气环境隔离，可通过气体注入和混合系统，在精准控制的环境中进行。这种独特的设计，再加上集成的感光速度测量功能，是揭示氧气在提升金属氧化物光刻胶剂量响应中关键作用的核心。”
后续研究方向
为充分发挥气体成分对金属氧化物光刻胶性能的积极作用，必须从根本上深入理解光刻胶在曝光后烘烤过程中涉及的化学机理。
目前，相关实验正在持续进行中 —— 研究团队利用集成的傅里叶变换红外光谱仪，捕捉不同环境条件下烘烤过程中光刻胶的化学变化，并将其与金属氧化物光刻胶的性能表现相关联。
计划为 BEFORCE 工具新增先进的计量功能，这将助力比利时微电子研究中心取得更具影响力的研究成果。
此外，BEFORCE 工具的应用范围可进一步拓展，既能用于研究金属氧化物光刻胶，也可用于化学放大光刻胶（CARs）的相关研究，且比利时微电子研究中心的合作伙伴可借助该工具进行光刻胶评估。
相关研究成果及初步的基础研究见解，已在 2026 年 SPIE 先进光刻 + 图形化会议上以两篇论文的形式发布：
论文编号 13983-36——《利用曝光后烘烤的大气环境，探索金属氧化物光刻胶的新型剂量降低策略》（作者：伊万・波伦蒂尔等）
论文编号 13983-50——《环境因素对金属氧化物光刻胶光刻化学性能影响的化学根源》（作者：凯文・多尼等）
关键词： 气体控制技术 极紫外光刻 EUV 晶圆产能 imec
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