於今年IEEE国际电子会议（IEDM），imec展示运用极紫外光（EUV）微影技术首次成功完成的固态奈米孔晶圆级制造。固态奈米孔作为分子感测应用的有力工具，正在逐渐兴起，但还未进行商业化。这项概念验证是迈向其经济高效（大规模）生产的关键一步。

imec采用EUV微影技术，展示固态奈米孔首次晶圆级制造

固态奈米孔是蚀刻到氮化矽（SiN）薄膜内的微小孔洞只有数奈米宽。当这些孔洞浸入流体，并连接到电极时，能够让个别分子通过、产生可即时分析的电讯号。因为孔洞大小可以轻松调整，奈米孔提供广泛的应用，从病毒监定到DNA和蛋白质分析。这种无标记的单分子侦测方法是新一代诊断、蛋白质体学、基因体学，甚至是分子资料储存应用的关键。

另一方面，由蛋白质在脂透膜形成的生物奈米孔已经实现商用定序平台，但受限於稳定性及整合的挑战。固态奈米孔透过防护与可调能力，还有与半导体制造的相容性，克服这些限制，成为可调式高通量感测应用的理想方案。然而，要在大面积范围内让固态孔洞达到奈米级精确度和均匀度仍是挑战。目前的制造技术通常速度慢，还受限於实验室，延误其在感测应用的广泛采用。

在一篇发表於2025年IEEE国际电子会议（IEDM）的新论文中，imec发表在完整12寸晶圆上保持高均匀度的奈米孔制造成果，这些孔洞的直径小至约10奈米。该研究团队结合了EUV微影与基於隙壁的蚀刻技术，以达到奈米级精确度和再现性两者是奈米孔技术长期面临的挑战。

这些奈米孔嵌入在氮化矽（SiN）薄膜内，并在含水环境内进行电性特徵化。包含DNA片段的易位实验也证实具备高讯噪比（SNR）和绝隹的润湿表现，透过生物材料来验证这些奈米孔的感测性能。

imec论文第一作者与研发计画主持人Ashesh Ray Chaudhuri表示：「imec的独特定位让这项技术进展得以成真。EUV微影技术历来用於记忆体和逻辑元件，但我们能将其用於生命科学。借助我们的微影基础设施，我们已经展示固态奈米孔可以大规模制造，并具备分子感测所需的精确度。这提供机会来实现医疗照护等应用的高通量生物感测器阵列。」

展??未来，此次研究成果可以实现快速诊断、个人化医疗和分子指纹（molecular fingerprinting）。奠基於EUV奈米孔的技术进展，imec正在开发一套包含可调式流体的模组化读取系统，作为应用相关的化学开发平台。imec研究团队邀请生命科学工具开发人员利用这套平台来测试其概念与技术需求。