众所周知,半导体制造离不开光刻技术,芯片工艺制程越先进,所需的光刻技术难度越大。
目前,最先进的光刻技术——EUV(极紫外线)光刻机,能实现5nm甚至更先进的芯片制造,但该领域技术门槛高、成本高、产能有限,EUV光刻技术仅此只有荷兰的阿斯麦(ASML)掌握。
而现在这种市场局面有望被打破,前段时间,日本佳能公司将正式开始销售芯片生产设备 FPA-1200NZ2C,该设备采用了纳米压印技术(Nano-imprint Lithography,NIL),可实现最小线宽14nm的图案化,相当于现在的5nm节点工艺。
传统的光刻设备通过将电路图案投射到涂有抗蚀剂的晶圆上,而佳能的设备是通过在晶圆上的抗蚀剂上压印有电路图案的掩模来实现,像盖章一样绘制电路的方式。
相比于传统的光刻技术,这种“纳米压印”耗电量和制造成本更低。
那么“纳米压印”技术能否替代现有的EUV光刻机呢?
Part.1“NIL技术:换道能否超车?”
其实纳米压印技术不算新颖,早在1995年,华裔科学家周郁教授首次提出了这个概念,全球开启NIL技术的研发之路。
2004年,日本佳能公司开始秘密研发NIL技术。
2009年,美国的一家名为Molecular Imprints(MII)的公司也入局研发,曾规划将该技术用于32nm逻辑节点生产制造。
受制于资金链、技术难度、缺陷率高的问题,2014年,MII被佳能公司收购,更名为Canon Nanotechnologies,对NIL技术进行更加深入的研发。
并且佳能后来还和东芝(现在的铠侠)合作联合研发,增强NIL技术实力。
在佳能公司的超58万件专利中,涉及“纳米压印(NIL)”技术的专利已超1400件,以发明专利为主,近20年来佳能在NIL领域持续进行技术研发,2015年其NIL技术的发明申请及发明授权量达到顶峰。
佳能的NIL技术涉及压印装置(压印材料、压印工艺等)、制造方法(遮光、视场灯等)、组合物(感光性、图案倒塌、弹性模量等)等具体领域。
有了一定的技术储备,佳能也迎来了不少商业合作。SK 海力士从佳能引进纳米压印设备,计划进行3D NAND闪存生产测试,并打算在2025年实现大规模量产。
据悉,佳能纳米压印设备的技术指标较好,套刻精度达2.4nm/3.2nm,每小时可制造晶圆100片以上,基本达到了3D NAND大规模生产的水平。
在20-30年前,光刻设备市场是佳能、尼康的天下,后因技术进步跟不上才被阿斯麦超越,当下阿斯麦垄断了超8成的光刻机市场份额。
Part.2“NIL技术在国内”
因为阿斯麦对于EUV光刻技术的市场、技术垄断,不少国家也在寻找攻克其他光刻技术路线。
作为第二代光刻技术的候选者,NIL技术也受到我国创新主体的重视。
据壹专利统计,申请人国为中国的专利申请人拥有纳米压印相关专利超7000件,仅次于日本、美国,起步慢发展快,申请人类型以企业、高校为主,由专利申请人(机构树)排名得知,布局NIL技术主要企业有京东方、TCL集团、鸿海集团、华为、欧菲光集团等,科研院所有中国科学院,高校有苏州大学、清华大学、华南理工大学、南京大学、西安交通大学等。
在位于前20的申请人中,高校席位占据半数,企业可加强与高校的产学研合作,加速NIL技术突破及转化落地。
虽然当下随着佳能NIL光刻设备进入市场,纳米压印技术受到不少关注,众多企业纷纷入局,但以其现在的技术水平无法完全替代EUV光刻机,例如对齐精度、缺陷控制、掩模寿命、良品率难把控等问题都是需要面对的,但当下NIL技术也有了更多的研发者入局攻坚,相信NIL技术不日会迎来发展的曙光。
壹专利是奥凯基于独有的奥凯大数据中心,通过专业咨询团队加以数据清洗规整及自主研发的,专注专利检索、分析、预警等功能的检索分析平台。广州奥凯壹专利,国产创新好工具!全、准、快、易、智!欢迎大家评论留言,即可免费获得7天标准版服务哦!
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.