日本佳能推出納米壓印半導體制造設備

佳能于 10 月 13 日宣布，已將 FPA-1200NZ2C 商業化，這是一種納米壓印半導體制造系統，利用納米壓印光刻（NIL）技術實現尖端半導體電路的形成，并于當天開始接受訂單。

納米壓印半導體制造設備「FPA-1200NZ2C」

傳統的投影曝光設備（例如 ArF 和 EUV）通過用穿過圖案掩模的光照射晶圓上的抗蝕劑來形成電路圖案，但使用 NIL 時，電路被印刷在掩模（模板）本身上。通過形成不規則形狀并將它們像郵票一樣壓在抗蝕劑上。通過從母版創建副本，可以多次使用掩碼，這具有降低設備成本的優點。

該公司的 NIL 技術起源于 2014 年收購的 Molecular Imprint 公司開發，2017 年將正在開發的「FPA-1200NZ2C」交付給東芝存儲器（現在的鎧俠）四日市工廠，并與該公司合作。一直致力于半導體器件的大規模生產。

新產品采用了新開發的環境控制技術，可抑制設備內細顆粒的污染。佳能表示，佳能的 NIL 技術可實現最小線寬 14 nm 的圖案化，相當于生產目前最先進的邏輯半導體所需的 5 納米節點。此外，隨著掩模技術的進一步改進，NIL 有望實現最小線寬為 10nm 的電路圖案，相當于 2nm 節點。

該設備采用紫外光作為光源，與傳統曝光設備相比，占地面積更小，功耗更低。該公司表示，它將能夠生產與尖端工藝兼容的邏輯/存儲器，其功耗約為 EUV 曝光設備的 1/10。設備配置為每站配備一個壓印頭。標準規格為 2 站配置，但也可以變更為 4 站配置。吞吐量約為每小時 40 個掩模，因為需要將掩模通過抗蝕劑壓到晶圓上，并且可以將多個設備聚集起來以提高吞吐量。疊印精度約為 4 納米，疊印技術與傳統投影曝光不同，采用逐芯片對準方法，對準要壓印的每個鏡頭。該公司表示，通過改變激光的熱分布，利用晶圓的熱膨脹，能夠高精度地糾正底層電路圖案的變形。

FPA-1200NZ2C 在工廠安裝

此外，由于納米壓印技術不是一種制造半導體器件的技術，而是一種形成圖案的技術，該公司表示，它有望得到廣泛的應用，該公司表示，它還可以用于制造超透鏡針對具有精細結構的 XR，該公司將在 10 月 19 日至 20 日在 Pacifico Yokohama 舉辦的私人活動「Canon EXPO 2023」上使用該技術。該公司計劃展示使用該技術形成的超透鏡技術。

使用 NIL 形成的具有半導體以外的三維微結構的光學元件

納米壓印光刻技術是什么？

1995 年，華裔科學家周郁（Stephen Chou）教授首次提出納米壓印概念，從此揭開了納米壓印制造技術的研究序幕。納米壓印技術是當今最具前景的納米制造技術之一，很可能成為未來微納電子與光電子產業的基礎技術。目前，納米壓印技術在國際半導體技術藍圖（ITRS）中被列為下一代 32nm、22nm 和 16nm 節點光刻技術的代表之一。國內外半導體設備制造商、材料商以及工藝商紛紛開始涉足這一領域，短短 25 年，已經取得很大進展。

納米壓印技術首先通過接觸式壓印完成圖形的轉移，相當于光學曝光技術中曝光和顯影工藝過程，然后利用刻蝕傳遞工藝將結構轉移到其他任何材料上。它就像蓋章一樣，把柵極長度只有幾納米的電路刻在印章上，再將印章蓋在橡皮泥上，得到與印章相反的圖案，經過脫模就能夠得到一顆芯片。在行業中，這個章被稱為模板，而橡皮泥則被稱為納米壓印膠。

納米壓印技術將現代微電子加工工藝融合于印刷技術中，克服了光學曝光技術中光衍射現象造成的分辨率極限問題，展示了超高分辨率、高效率、低成本、適合工業化生產的獨特優勢，從發明至今，一直受到學術界和產業界的高度重視。因此，納米壓印技術被稱為微納加工領域中第三代最有前景的光刻技術之一。

納米壓印光刻不僅可以制造分辨率 5nm 以下的高分辨率圖形，還擁有相對簡單的工藝（相比光學曝光復雜的系統或電子束曝光復雜的電磁聚焦系統）、較高的產能（可大面積制造）、較低的成本（國際權威機構評估同制作水平的納米壓印比傳統光學投影光刻至少低一個數量級）、較低的功耗、壓印模板可重復使用等優勢。

發展至今，相對成熟和普遍的納米壓印加工方式包括三類：熱納米壓印、紫外納米壓印和微接觸印刷（軟刻蝕），其他新型工藝多為此三類工藝的改進版。其中，紫外納米壓印優勢最為明顯，是目前產業化最常見的方式，而微接觸納米壓印則主要應用在生物化學領域。