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中國首臺半導體級步進納米壓印光刻機，交付

芯片半導體光刻機佳能

中國首臺半導體級步進納米壓印光刻機，交付

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本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）綜合
可對應線寬＜10nm的NIL工藝 。
璞璘科技PRINANO 今日宣布其自主設計研發的首臺PL-SR系列噴墨步進式納米壓印設備順利通過驗收并交付至國內特色工藝客戶 。

據介紹 ， PL-SR系列噴墨步進式納米壓印設備攻克了步進硬板的非真空完全貼合、噴膠與薄膠壓印、壓印膠殘余層控制等關鍵技術難題 ， 可對應線寬＜10nm 的納米壓印光刻工藝 。 該設備配備自主研發的模板面型控制系統、納米壓印光刻膠噴墨算法系統、噴墨打印材料匹配 ， 并搭配了自主開發的軟件控制系統 。 該款設備目前已經初步完成儲存芯片、硅基微顯、硅光及先進封裝等芯片研發驗證 。
此前 ， 佳能推出的FPA-1200NZ2C系統號稱最先進的納米壓印光刻 （NIL）設備 ， 已于2024年的9月26日向總部位于美國德克薩斯州的半導體聯盟——德克薩斯電子研究所 （TIE） 。 佳能的FPA-1200NZ2C 系統可實現最小 14nm 線寬的圖案化 ， 支持 5nm 制程邏輯半導體生產 。
佳能光學產品副總裁巖本一典表示 ， 公司的目標是在三到五年內每年銷售約10 到 20 臺 。 該設備由佳能與 Kioxia 和大日本印刷公司合作開發 ， 并于去年 10 月開始銷售 。
據介紹 ， PL-SR系列成功攻克噴墨涂膠工藝多項技術瓶頸 ， 在噴涂型納米壓印光刻材料方面實現重大突破 。 在半導體級芯片壓印工藝中 ， 芯片結構通常為變占空比、多周期變化的納米結構 。 這種復雜的結構設計需對局部膠量精準控制 ， 根據結構變化動態調節壓印膠的噴涂量 ， 從而獲得薄而一致的殘余層厚度 。 PL-SR系列通過創新材料配方與工藝調控 ， 提高膠滴密度與鋪展度 ， 成功實現了納米級的壓印膜厚 ， 平均殘余層＜10nm ， 殘余層變化＜2nm ， 壓印結構深寬比>7:1的技術指標 。 發展了匹配噴膠步進壓印工藝與后續半導體加工工藝的多款納米壓印膠體系 ， 特別是開發了可溶劑清洗的光固化納米壓印膠 ， 解決了昂貴石英模板可能被殘留壓印膠污染的潛在風險 ， 為高精度步進納米壓印提供了可靠材料保障 。
此外 ， PL-SR系列還突破了納米壓印模板面型控制的技術難點 。 在高端芯片極小線寬壓印過工藝中 ， 壓印模板采用的是硬質的石英模板 ， 因為石英與硅晶圓先天性具有一定的翹曲率 ， 從而在整個納米壓印過程中要求對模板進行面型控制才能達到完美的貼合狀態 。 與此同時 ， 高端芯片極小結構壓印所需納米壓印膠量極少 ， 大約十納米級的厚度 ， 這更增加了模板和襯底貼合的難度 。 璞璘科技自主研發的納米壓印模板面型控制技術解決了上述的技術難點 。
璞璘科技表示 ， 與光刻工藝流程一樣 ， 在納米壓印工藝完成后下一道工序是刻蝕工藝 ， 從而對壓印的均勻性 ， 穩定性要求極高 。 尤其對壓印殘余層的控制要求極高 。 璞璘科技針對這一技術難點 ， 對壓印設備 ， 材料 ， 工藝系統的進行優化 ， 可實現無殘余層壓印工藝 。
在高端半導體制造領域 ， 業界要求對準精度需突破10nm以下 ， 甚至向1nm級逼近 。 這一技術指標的實現 ， 其難度與成本已與國際主流極紫外光刻（EUV）設備處于同一量級 。 璞璘科技認為 ， 要突破納米級對準這一\"卡脖子\"技術 ， 必須整合產業鏈優勢資源 。 璞璘科技秉持開放創新的合作理念 ， 特別期待與國內在精密對準領域具有技術積累的科研院所和企業開展深度合作 。 通過聯合攻關 ， 共同打造具有國際競爭力的高端步進納米壓印設備 ， 助力我國在下一代芯片制造裝備領域實現自主可控 。
璞璘科技是誰？【中國首臺半導體級步進納米壓印光刻機，交付】璞璘科技（杭州）有限公司是一家專業從事納米壓印設備以及納米壓印材料研發、制造與銷售的納米壓印高端微納制造商 。 公司由多位具有二十多年從業經驗的專家聯合創辦 ， 與南京大學、中國科學技術大學、北京大學、普林斯頓大學緊密合作 ， 擁有碩士、博士學位人員超90% ， 其中近10位納米壓印工藝研發人員均為博士 ， 是國內納米壓印領域最具優勢的技術團隊 ， 相關知識產權超過100余項 。
創始人從事于納米壓印技術發明人、美國工程院院士Stephen Chow是國家級半導體納米壓印制造項目負責人 。
主要產品包括：桌面式科研型納米壓印系統、全自動量產式納米壓印系統、高精度步進式納米壓印系統、分子級表面處理系統、超高溫超高壓納米壓印系統；熱固化納米壓印膠、紫外固化納米壓印膠、1.1~2.0折射率光學材料、分子級防粘試劑、增粘試劑等 。
目前璞璘科技主打納米壓印設備產品包括：晶圓級真空氣壓式納米壓印機、噴墨步進式納米壓印機、高精度板對板式納米壓印機、雙面對位輥筒式納米壓印機、研發型納米壓印機、抗粘設備等 ， 還可以根據客戶需求進行高度定制化 。
納米壓印技術納米壓印與光刻是兩種不同的技術路線 。
兩者的目標相同 ， 簡單描述就是將設計好的集成電路圖“復制粘貼”到硅片上 。 而實現方法卻大有不同 ， 形象地比喻類似“照相”與“蓋印章” 。
光刻主要采用化學手段 ， 利用紫外光輔以光刻膠等特殊化學品發生反應在硅片上“投影”出電路圖 。 納米壓印則主要采用物理手段 ， 利用制作好的集成電路圖模板通過機械加壓“復印”到硅片之上 。
由于沒有采用光刻中的投影成像原理 ， 納米壓印省去了光刻機造價最昂貴的光學曝光機等成像系統 ， 理論上認為是一種更低成本的方案 。 按照佳能產品負責人的說法 ， “納米壓印的價格將比EUV光刻機少一位數” ， 且耗電量只有光刻的十分之一 。
與光刻機早早從最原始的接觸式進化成非接觸式不同 ， 納米壓印采用機械加壓方法必須接觸 。 但實際接觸過程中 ， 納米壓印比光刻更容易出錯 ， 對準與缺陷問題始終是困擾納米壓印的兩大難關 。
半導體又恰恰對生產精度要求最苛刻 ， 芯片尺寸越小容錯率越低 。 納米壓印技術長期無法被證明應用于量產半導體領域10納米以下先進制程芯片的能力 。 直至今天 ， 相應制程芯片仍未大規模使用納米壓印技術生產 。
納米壓印目前主要廣泛應用于對制造缺陷容忍度較高的行業領域 ， 比如光學和生物芯片 ， 包括LED、AR設備、太陽能電池等等 ， 但迄今為止都還未進入到大規模量產階段 。
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