持续的半导体微缩带来了计算能力和应用层面能效的重大提升。然而,日益复杂的制造过程也需要大量的能源、水资源、工艺气体和特种化学品。因此,可持续性必须成为光刻工艺研发的重要组成部分,与性能、生产率、可靠性和成本一同被考虑。
本特刊的七篇论文从材料、工艺、设备和工厂基础设施等方面应对这一挑战。它们共同展示了如何通过材料创新、定量评估、资源回收、改进测量和数据驱动优化来减少环境影响。
材料是这一转型的核心。 Caron等人将光交联方法应用于光刻底层的无PFAS且兼容ArF浸没式的配方,将环境考量直接纳入材料设计。 Dammel和Speed通过光刻中PFAS使用的定量质量平衡模型提供了互补视角。他们的分析指出了替代、收集、处理和进一步研究的机会,同时认识到这些材料目前发挥的关键作用。
工艺气体管理由 Boakes等人研究,他们使用生命周期评估比较了EUV光刻中的氢气管理和处理方案。他们的研究强调了氢气回收和低碳能源采购的潜在效益,以及考虑直接和间接环境影响的重要性。 Martinez等人通过一种自动化测量处理销毁或去除效率的方法补充了这项工作,为评估和改进排放控制系统提供了可靠的数据。
资源循环性由 Minami等人探索,他们展示了使用沸石膜分离从湿清洗废水中回收异丙醇。他们的工作表明如何将废物流转化为可重复使用的工艺资源。
其余贡献将视角扩展到全厂运营。 Zhao、Chow等人提高了工艺层面温室气体排放的可见性,支持更明智的脱碳决策。 Zhao、Chan等人的互补研究应用人工智能和机器学习来识别半导体设施系统中的节能机会,而不影响制造质量或可靠性。
总体而言,这些论文表明,可持续光刻工艺不仅需要单一的材料替代或工艺变更。进展依赖于更环保的材料、透明的环境数据、可靠的测量、有效的处理、资源回收以及制造设施的智能运营。
我们希望本特刊能够促使可持续性指标与分辨率、粗糙度、敏感性、缺陷率、吞吐量和成本一同被考虑,加强光刻创新与负责任的半导体制造之间的联系。


