2025年12月9日--於今年IEEE國際電子會議（IEDM），imec展示運用極紫外光（EUV）微影技術首次成功完成的固態奈米孔晶圓級製造。固態奈米孔作為分子感測應用的有力工具，正在逐漸興起，但還未進行商業化。這項概念驗證是邁向其經濟高效（大規模）生產的關鍵一步。
固態奈米孔是蝕刻到氮化矽（SiN）薄膜內的微小孔洞—只有數奈米寬。當這些孔洞浸入流體，並連接到電極時，能夠讓個別分子通過、產生可即時分析的電訊號。因為孔洞大小可以輕鬆調整，奈米孔提供廣泛的應用，從病毒鑑定到DNA和蛋白質分析。這種無標記的單分子偵測方法是新一代診斷、蛋白質體學、基因體學，甚至是分子資料儲存應用的關鍵。
另一方面，由蛋白質在脂透膜形成的生物奈米孔已經實現商用定序平台，但受限於穩定性及整合的挑戰。固態奈米孔透過防護與可調能力，還有與半導體製造的相容性，克服這些限制，成為可調式高通量感測應用的理想方案。然而，要在大面積範圍內讓固態孔洞達到奈米級精確度和均勻度仍是挑戰。目前的製造技術通常速度慢，還受限於實驗室，延誤其在感測應用的廣泛採用。
在一篇發表於2025年IEEE國際電子會議（IEDM）的新論文中，imec發表在完整12吋晶圓上保持高均勻度的奈米孔製造成果，這些孔洞的直徑小至約10奈米。該研究團隊結合了EUV微影與基於隙壁的蝕刻技術，以達到奈米級精確度和再現性—兩者是奈米孔技術長期面臨的挑戰。
這些奈米孔嵌入在氮化矽（SiN）薄膜內，並在含水環境內進行電性特徵化。包含DNA片段的易位實驗也證實具備高訊噪比（SNR）和絕佳的潤濕表現，透過生物材料來驗證這些奈米孔的感測性能。
imec論文第一作者與研發計畫主持人Ashesh Ray Chaudhuri表示：「imec的獨特定位讓這項技術進展得以成真。EUV微影技術歷來用於記憶體和邏輯元件，但我們能將其用於生命科學。借助我們的微影基礎設施，我們已經展示固態奈米孔可以大規模製造，並具備分子感測所需的精確度。這提供機會來實現醫療照護等應用的高通量生物感測器陣列。」
展望未來，此次研究成果可以實現快速診斷、個人化醫療和分子指紋（molecular fingerprinting）。奠基於EUV奈米孔的技術進展，imec正在開發一套包含可調式流體的模組化讀取系統，作為應用相關的化學開發平台。imec研究團隊邀請生命科學工具開發人員利用這套平台來測試其概念與技術需求。
於2026年IEEE國際固態電路會議（ISSCC）即將發表〈用於固態奈米孔單分子感測的256通道事件驅動讀取電路在1MHz頻寬具備193pArms的電流雜訊〉一文，展示imec開發的一款特定應用積體電路（ASIC）讀取電路概念驗證，以支援新一代客製化奈米孔。
圖片
運用EUV微影技術，imec領先研發固態奈米孔的全晶圓級（12吋）生產，如圖所示 © imec
上述研究製出的固態奈米孔穿透電子顯微鏡（TEM）截面圖與俯視圖
