首臺納米壓印光刻機，佳能出貨了

佳能宣布，向總部位于美國得克薩斯州的半導(dǎo)體聯(lián)盟得克薩斯電子研究所（TIE）交付佳能最先進的納米壓印光刻 NIL 系統(tǒng) FPA-1200NZ2C。

這臺納米壓印光刻機將交付給德克薩斯電子研究所，該研究所是德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校支持的聯(lián)盟，成員包括英特爾和其他芯片公司以及公共部門和學(xué)術(shù)組織。該設(shè)備將供芯片制造商用于研發(fā)。

該聯(lián)盟對外提供對半導(dǎo)體研發(fā)計劃和原型設(shè)施的訪問權(quán)限，以幫助解決與先進半導(dǎo)體技術(shù)（包括先進封裝技術(shù)）相關(guān)的問題。

佳能于 9 月 26 日宣布首批新型納米壓印光刻設(shè)備發(fā)貨。

佳能的 FPA-1200NZ2C 系統(tǒng)可實現(xiàn)最小 14nm 線寬的圖案化，支持 5nm 制程邏輯半導(dǎo)體生產(chǎn)。該設(shè)備將在得克薩斯電子研究所用于先進半導(dǎo)體的研發(fā)和原型的生產(chǎn)。

佳能光學(xué)產(chǎn)品副總裁巖本一典表示，公司的目標(biāo)是在三到五年內(nèi)每年銷售約 10 到 20 臺。該設(shè)備由佳能與 Kioxia 和大日本印刷公司合作開發(fā)，并于去年 10 月開始銷售。

佳能突破納米壓印技術(shù)講的并不是一個新故事。

從 2004 年開始研究納米壓印，再到 2014 年收購美國納米技術(shù)公司 Molecular Imprints 至今，幾乎每年都會傳出佳能納米壓印技術(shù)突破芯片生產(chǎn)尺寸的動向，以至于一家海外專門追蹤佳能公司網(wǎng)站報道最新消息時，用的標(biāo)題是「佳能的納米壓印來了（再次）」（Canon』s Nanoimprint Arrives (again)）。

納米壓印與光刻是兩種不同的技術(shù)路線。

兩者的目標(biāo)相同，簡單描述就是將設(shè)計好的集成電路圖「復(fù)制粘貼」到硅片上。而實現(xiàn)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(xué)手段，利用紫外光輔以光刻膠等特殊化學(xué)品發(fā)生反應(yīng)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(fù)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(xué)曝光機等成像系統(tǒng)，理論上認為是一種更低成本的方案。按照佳能產(chǎn)品負責(zé)人的說法，「納米壓印的價格將比 EUV 光刻機少一位數(shù)」，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(zhǔn)與缺陷問題始終是困擾納米壓印的兩大難關(guān)。

半導(dǎo)體又恰恰對生產(chǎn)精度要求最苛刻，芯片尺寸越小容錯率越低。納米壓印技術(shù)長期無法被證明應(yīng)用于量產(chǎn)半導(dǎo)體領(lǐng)域 10 納米以下先進制程芯片的能力。直至今天，相應(yīng)制程芯片仍未大規(guī)模使用納米壓印技術(shù)生產(chǎn)。

納米壓印目前主要廣泛應(yīng)用于對制造缺陷容忍度較高的行業(yè)領(lǐng)域，比如光學(xué)和生物芯片，包括 LED、AR 設(shè)備、太陽能電池等等，但迄今為止都還未進入到大規(guī)模量產(chǎn)階段。

佳能發(fā)售面向小尺寸基板的光刻機「FPA-3030i6」

就在三天前，佳能還發(fā)布了新型半導(dǎo)體曝光設(shè)備 FPA-3030i6，這是一款配備新開發(fā)投影鏡頭的 i-line 步進機。

FPA-3030i6

新開發(fā)鏡頭與以往鏡頭相比，具有高透過率的特點

新產(chǎn)品 FPA-3030i6 是面向 8 英寸（200mm）以下小尺寸基板的半導(dǎo)體曝光設(shè)備。該設(shè)備通過采用新開發(fā)的高透過率和高耐久性投影鏡頭，既能抑制高照度曝光下產(chǎn)生的像差，又能縮短曝光時間，從而提高生產(chǎn)力。此外，代表鏡頭分辨率的 NA（數(shù)值孔徑）范圍擴大、對應(yīng)特殊基板的搬送系統(tǒng)等，有多項 option（有償）可供選擇，從而滿足多種半導(dǎo)體器件（如功率器件和綠能器件）的制造需求。

采用高透過率和高耐久性的新開發(fā)投影鏡頭，實現(xiàn)抑制像差、生產(chǎn)力提高

采用高透過率鏡頭玻璃材料，由曝光熱產(chǎn)生的像差可減少到現(xiàn)款機型的 1/2 以下。即使在高照度曝光條件下，也能保持圖像高對比度，縮短曝光時間，從而提高生產(chǎn)力。

采用高耐久性鏡頭玻璃材料，可抑制因設(shè)備長時間使用而導(dǎo)致的鏡片透過率下降以及由此導(dǎo)致的生產(chǎn)率下降。通過減少搬送和曝光處理所需的時間，實現(xiàn)生產(chǎn)力提高，可處理的基板數(shù)量也從現(xiàn)款機型的每小時 123 片增加到每小時 130 片。

各種材料化合物基板

擁有多項 option，可對應(yīng)的半導(dǎo)體器件種類擴大

通過選擇 option（有償），NA 范圍從現(xiàn)款機型的 0.45～0.63 進一步擴大到 0.30～0.63。選擇更小 NA 的 option，從而為不同器件制造選擇合適的 NA，可對應(yīng)的半導(dǎo)體器件種類進一步擴大。不僅是 Si，SiC 和 GaN 等化合物半導(dǎo)體晶圓也可對應(yīng)，讓功率器件和綠能器件等多種半導(dǎo)體器件的制造成為可能。

減小 NA 擴大 DOF，可根據(jù)器件種類選擇合適的 NA

直徑 2 英寸（50mm）～8 英寸（200mm）的不同基板尺寸、除 Si、SiC 和 GaN 之外的 GaAs 和藍寶石等各種材料，以及靈活對應(yīng)基板厚度和翹曲量的搬送系統(tǒng)，這些都可以通過 option（有償）進行選擇，以滿足制造多種半導(dǎo)體器件（如功率器件和綠能器件）的用戶需求。