挑戰(zhàn) EUV！佳能發(fā)布新型 2nm 光刻機(jī)

最新消息，近日佳能(Canon)發(fā)布了一個(gè)名為 FPA-1200NZ2C 的納米壓印半導(dǎo)體制造設(shè)備，號(hào)稱通過(guò)納米壓印光刻(NIL)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了目前最先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝。

官方表示，該技術(shù)采用與傳統(tǒng)投影曝光技術(shù)不同的方法形成電路圖案，未來(lái)要擴(kuò)大該類半導(dǎo)體設(shè)備的陣容來(lái)覆蓋廣泛的市場(chǎng)需求。

據(jù)悉，NIL 技術(shù)可以形成最小線寬為 14nm 的圖案(相當(dāng)于現(xiàn)在 5nm 節(jié)點(diǎn)工藝)，而且通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)掩模，還將有可能支持 10nm 的最小線寬(相當(dāng)于 2nm 節(jié)點(diǎn)工藝)。

大家知道，ASML 的光刻機(jī)(EUV)是通過(guò)特定光線照射在涂有光刻膠的晶圓上，從而將電路打印到芯片上，本次佳能的設(shè)備則更類似于 “印刷” 而不是 “投影”。

佳能的 NIL 設(shè)備先是通過(guò)將掩模直接壓到晶圓的抗蝕劑層上，將電路圖完整地轉(zhuǎn)移過(guò)去。

然后用自家的噴墨技術(shù)將適量的抗蝕劑添加到合適的位置，最后將掩模印在涂有抗蝕劑的晶圓上進(jìn)?精準(zhǔn)曝光。單?壓印即可形成復(fù)雜的 2D 或 3D 電路圖。

官方稱該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于不需要 EUV 的大規(guī)模特殊波長(zhǎng)光學(xué)系統(tǒng)和真空腔，所以基于 NIL 技術(shù)的設(shè)備得以大幅縮小體積。

此外，該設(shè)備可?更小的功率形成精細(xì)圖案，相比傳統(tǒng)的 EUV 投影曝光設(shè)備在形成圖案時(shí)對(duì)應(yīng)的功耗可降低至 1/10，同時(shí)也顯著減少了碳排放。

該設(shè)備的環(huán)境控制新技術(shù)可抑制內(nèi)部細(xì)顆粒的產(chǎn)生和污染，實(shí)現(xiàn)多層半導(dǎo)體制造所需的高精度對(duì)準(zhǔn)，并減少由顆粒引起的缺陷，從而可以形成微小且復(fù)雜的電路，為尖端半導(dǎo)體器件的制造做出貢獻(xiàn)。

最后，官方稱該設(shè)備也可用于半導(dǎo)體器件以外的制造，比如用于生產(chǎn)具有數(shù)十納米微結(jié)構(gòu)的 XR 超透鏡等。

納米壓印(Nanoimprint lithography)最早出現(xiàn)于 1996 年，是一種制造納米級(jí)圖案的方法，具有低成本、高產(chǎn)量和高分辨率的特點(diǎn)。

鑒于荷蘭光刻機(jī)巨頭 ASML 的一家獨(dú)大，之前鎧俠等一些日本半導(dǎo)體廠商曾嘗試使用該技術(shù)來(lái)替換 EUV，但因?yàn)閮?nèi)部顆粒污染、良率過(guò)低等問(wèn)題沒(méi)能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，看來(lái)本次佳能可能解決了這些問(wèn)題。

眾所周知，佳能以相機(jī)、光學(xué)設(shè)備或打印機(jī)等產(chǎn)品領(lǐng)先而聞名，但隨著半導(dǎo)體和人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展而重新開(kāi)始注重半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。

同尼康一樣，兩者在半導(dǎo)體制造設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中均落后于 ASML。2004 年佳能開(kāi)始進(jìn)入納米壓印光刻領(lǐng)域，本次發(fā)布半導(dǎo)體設(shè)備也說(shuō)明其正在尋求縮小與 ASML 的市場(chǎng)差距。

佳能稱該設(shè)備改進(jìn)掩模后可達(dá)到 2nm 節(jié)點(diǎn)工藝，而值得一提的是，臺(tái)積電和三星代工都計(jì)劃將于 2025 年開(kāi)始量產(chǎn)自己 2nm 工藝芯片，對(duì)于 NIL 設(shè)備究竟是否能威脅到 ASML EUV 的市場(chǎng)，我們將拭目以待。