EUV替代品?日本要靠新一代光刻機逆襲

經過八年的研發和有限銷售,佳能正准備為市場量產納米壓印光刻晶片製造設備。

佳能正在東京以北的栃木縣宇都宮建廠,估計耗資 500 億日元(約合 3.66 億美元)。

該工廠將用於製造 KrF 和 i-line 光刻機,還將用於增加納米壓印光刻 (NIL) 機的產量。計劃於 2025 年開始運營。

KrF 和 i-line 光刻是成熟的技術,但它們仍被廣泛用於定義眾多 IC 類型、MEMS 和平板顯示器。

NIL 也可用於這些寬松的幾何形狀,但可以在 10 納米及以下定義更精細的結構尺寸。

佳能董事長兼執行長御手洗富士夫在伴隨佳能 22 財年第 3 季度財務業績向分析師發表的演講中表示,該公司正處於針對在大規模生產中使用 NIL 進行調整的最後階段。

Mitarai 表示,自 2021 年 3 月 NIL 被選為研發項目以來,佳能一直與國家研發機構新能源和工業技術開發組織 (NEDO) 合作。

佳能於 2014 年通過收購成立於2001年的Molecular Imprints Inc.(德克薩斯州奧斯汀),將其更名為 Canon Nanotechnologies Inc.,從而進入 NIL市場。

該公司聲稱其技術版本可以以非常低的成本將納米壓印功能降至 10 納米及以下。

這可能使該技術成為台積電、三星和其他公司正在使用的非常昂貴的極紫外 (EUV) 光刻技術的替代品。

佳能的 NIL 技術起源於美國,這意味著它可能會受到與 ASML Holding NV 的 EUV 光刻技術相同的出口管制,從而無法向中國銷售。

花費大量研究時間改進 EUV、表徵它和加速晶圓吞吐量使 EUV 至少在前沿邏輯生產方面具有現有優勢。

NIL 確實有機會表徵微型化前沿背後的新技術,例如光子學、雷射光柵、矽中介層、MEMS 和功率器件。

佳能沒有提到將購買 NIL 機器的特定晶片製造商。

然而,NIL 可能更適合定義具有高度重復性的 IC,例如記憶體,包括 DRAM、NAND 快閃記憶體和 3D-NAND 快閃記憶體。佳能在鎧俠的四日市晶圓廠安裝了一台 NIL 機器。

其他納米技術光刻設備生產商包括 EV Group、SUSS MicroTec 和 Obducat AB。

日本將靠NIL逆襲?

據日經報導,鎧俠(KIOXIA)、佳能和大日本印刷最早將在2025年使如同蓋章一樣形成電路的「納米壓印」實現實用化。

通過省去一部分工序,預計使設備投資最多減少數百億日元,相關工序的製造成本最多減少4成。在光刻領域不斷被奪走份額的日本企業有望重新提升存在感。

EUV替代品?日本要靠新一代光刻機逆襲

自2017年起,3家日本企業就在鎧俠的四日市工廠(三重縣四日市市)啟動了奈米壓印的試制設備的運行。最近,在技術層面拿出了推向實用化的時間表。

鎧俠的製程技術開發第二部的部長河野拓也表示「技術的基本課題已解決,已開始討論以量產為前提的運用方法」。

據介紹,納米壓印則是將形成三維結構的掩膜壓在晶圓上被稱為液體樹脂的感光材料上,同時照射光線,一次性完成結構的轉印。這種方式還容易應對使存儲元件立體堆疊的復雜結構、用於數據存儲的NAND記憶卡等。

現階段支持的線寬為15納米(納米為10億分之1米),但3家企業力爭今後進一步推進微細化。

針對納米壓印,涉足半導體製造設備的佳能設想用於暫時保存數據的DRAM、個人電腦CPU(中央處理器)等負責運算的邏輯半導體。

計劃廣泛向半導體廠商推廣。將來還有望應用於智慧型手機CPU等的尖端半導體。

納米壓印能省掉成本巨大的光刻工序的一部分,與極紫外光刻相比,能將該工序的製造成本降低4成,耗電量降低9成。

在電價高於其他國家的日本以及電力短缺嚴重的國家和地區較容易引進,還能同時滿足推進二氧化碳減排的半導體企業的需求。

眼下,投資者等要求削減製造階段二氧化碳排放量的呼聲正在加強。

大日本印刷的負責人表示「終於有了技術上的眉目,來自半導體廠商的洽詢正在增加」。雖然實用化仍面臨課題,但各界對源自日本的製造技術的期待很高。

EUV替代品?日本要靠新一代光刻機逆襲

來源:快科技