导读:10月13日据佳能(Canon)官网披露,正式推出旗下最先进的新一代纳米压印(NIL)设备FPA-1200NZ2C。
图:佳能官网
佳能宣布,NIL技术可实现最小线宽14nm的图案化,相当于生产目前最先进的5nm逻辑芯片。此外,随着掩模技术的进一步改进,NIL有望实现最小线宽为10nm的电路图案,相当于2nm逻辑节点。由于日本政府已将先进制程设备纳入出口管制,而关于NIL设备是否在管制范围内,佳能仅表示会遵照法规规范来执行。受此消息影响,ASML股价当日跌2.76%。据日本产经新闻报道,佳能欲借NIL设备挑战垄断了先进光刻工艺的荷兰ASML。在此之前,佳能长期位居全球光刻设备市场第三。图:佳能FPA-1200NZ2C
区别于目前主流的光刻设备须经曝光将电路图案“烧”在硅片上,NIL(纳米压印)则是类似印章一样直接将电路图案压印在硅片上的技术,因此严格上不能称之为“光刻机”。由于可以一次性形成电路,对比传统光刻可以缩短制程时间、更省电,同时设备结构简单、成本低廉。1995年,华裔科学家周郁(Stephen Chou)教授首次提出纳米压印概念,从此揭开了纳米压印制造技术的研究序幕。2009年,美国从事纳米压印基础技术研发的Molecular Imprints公司(MII)曾规划将NIL技术用于32nm逻辑节点生产制造,但最终因效率、缺陷率和资金问题未能量产。到2003年,纳米压印作为一项微纳加工技术,被纳入国际半导体技术蓝图(ITRS)。2014年,佳能收购了MII,而实际上佳能从2004年就开始一直秘密研发纳米压印技术,直到收购MII公司将其更名为Canon Nanotechnologies,从而进入NIL市场。同时,佳能和日本光罩厂大日本印刷、铠侠(当时为东芝)携手研发NIL技术,并在铠侠和SK海力士尝试了存储器的制造。
图:使用NIL设备制造的光学器件
与此同时,NIL的技术原理也限制了它在半导体领域的商业化。由于需要极高精度和频率的接触,掩膜和硅片两种材料将同时面临磨损、寿命、应力和精度等问题。尽管避开了要求极致的光学路线,但随着工艺和效率的要求,NIL设备要想达到EUV光刻机的量产能力,也将面临一系列材料学和力学问题。作为光刻路线的“备胎”,NIL的优点缺点都很突出,但这些也是NIL技术迄今为止没有成为主流乃至被任何一家大厂投入量产的原因。毕竟,技术到商业化可能是一道鸿沟,也可能是不可逾越的深渊。