中国首台半导体级步进纳米压印光刻机，交付,纳米压印 光刻机
本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合
可对应线宽＜10nm的NIL工艺。
璞璘科技PRINANO 今日宣布其自主设计研发的首台PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备顺利通过验收并交付至国内特色工艺客户。
据介绍，PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备攻克了步进硬板的非真空完全贴合、喷胶与薄胶压印、压印胶残余层控制等关键技术难题，可对应线宽＜10nm 的纳米压印光刻工艺。该设备配备自主研发的模板面型控制系统、纳米压印光刻胶喷墨算法系统、喷墨打印材料匹配，并搭配了自主开发的软件控制系统。该款设备目前已经初步完成储存芯片、硅基微显、硅光及先进封装等芯片研发验证。
此前，佳能推出的FPA-1200NZ2C系统号称最先进的纳米压印光刻 （NIL）设备，已于2024年的9月26日向总部位于美国德克萨斯州的半导体联盟——德克萨斯电子研究所 （TIE）。佳能的FPA-1200NZ2C 系统可实现最小 14nm 线宽的图案化，支持 5nm 制程逻辑半导体生产。
佳能光学产品副总裁岩本一典表示，公司的目标是在三到五年内每年销售约10 到 20 台。该设备由佳能与 Kioxia 和大日本印刷公司合作开发，并于去年 10 月开始销售。
据介绍，PL-SR系列成功攻克喷墨涂胶工艺多项技术瓶颈，在喷涂型纳米压印光刻材料方面实现重大突破。在半导体级芯片压印工艺中，芯片结构通常为变占空比、多周期变化的纳米结构。这种复杂的结构设计需对局部胶量精准控制，根据结构变化动态调节压印胶的喷涂量，从而获得薄而一致的残余层厚度。PL-SR系列通过创新材料配方与工艺调控，提高胶滴密度与铺展度，成功实现了纳米级的压印膜厚，平均残余层＜10nm，残余层变化＜2nm，压印结构深宽比>7:1的技术指标。发展了匹配喷胶步进压印工艺与后续半导体加工工艺的多款纳米压印胶体系，特别是开发了可溶剂清洗的光固化纳米压印胶，解决了昂贵石英模板可能被残留压印胶污染的潜在风险，为高精度步进纳米压印提供了可靠材料保障。
此外，PL-SR系列还突破了纳米压印模板面型控制的技术难点。在高端芯片极小线宽压印过工艺中，压印模板采用的是硬质的石英模板，因为石英与硅晶圆先天性具有一定的翘曲率，从而在整个纳米压印过程中要求对模板进行面型控制才能达到完美的贴合状态。与此同时，高端芯片极小结构压印所需纳米压印胶量极少，大约十纳米级的厚度，这更增加了模板和衬底贴合的难度。璞璘科技自主研发的纳米压印模板面型控制技术解决了上述的技术难点。
璞璘科技表示，与光刻工艺流程一样，在纳米压印工艺完成后下一道工序是刻蚀工艺，从而对压印的均匀性，稳定性要求极高。尤其对压印残余层的控制要求极高。璞璘科技针对这一技术难点，对压印设备，材料，工艺系统的进行优化，可实现无残余层压印工艺。
在高端半导体制造领域，业界要求对准精度需突破10nm以下，甚至向1nm级逼近。这一技术指标的实现，其难度与成本已与国际主流极紫外光刻（EUV）设备处于同一量级。璞璘科技认为，要突破纳米级对准这一"卡脖子"技术，必须整合产业链优势资源。璞璘科技秉持开放创新的合作理念，特别期待与国内在精密对准领域具有技术积累的科研院所和企业开展深度合作。通过联合攻关，共同打造具有国际竞争力的高端步进纳米压印设备，助力我国在下一代芯片制造装备领域实现自主可控。
璞璘科技是谁？
璞璘科技（杭州）有限公司是一家专业从事纳米压印设备以及纳米压印材料研发、制造与销售的纳米压印高端微纳制造商。公司由多位具有二十多年从业经验的专家联合创办，与南京大学、中国科学技术大学、北京大学、普林斯顿大学紧密合作，拥有硕士、博士学位人员超90%，其中近10位纳米压印工艺研发人员均为博士，是国内纳米压印领域最具优势的技术团队，相关知识产权超过100余项。
创始人从事于纳米压印技术发明人、美国工程院院士Stephen Chow,是国家级半导体纳米压印制造项目负责人。
主要产品包括：桌面式科研型纳米压印系统、全自动量产式纳米压印系统、高精度步进式纳米压印系统、分子级表面处理系统、超高温超高压纳米压印系统；热固化纳米压印胶、紫外固化纳米压印胶、1.1~2.0折射率光学材料、分子级防粘试剂、增粘试剂等。
目前璞璘科技主打纳米压印设备产品包括：晶圆级真空气压式纳米压印机、喷墨步进式纳米压印机、高精度板对板式纳米压印机、双面对位辊筒式纳米压印机、研发型纳米压印机、抗粘设备等，还可以根据客户需求进行高度定制化。
纳米压印技术
纳米压印与光刻是两种不同的技术路线。
两者的目标相同，简单描述就是将设计好的集成电路图“复制粘贴”到硅片上。而实现方法却大有不同，形象地比喻类似“照相”与“盖印章”。
光刻主要采用化学手段，利用紫外光辅以光刻胶等特殊化学品发生反应在硅片上“投影”出电路图。纳米压印则主要采用物理手段，利用制作好的集成电路图模板通过机械加压“复印”到硅片之上。
由于没有采用光刻中的投影成像原理，纳米压印省去了光刻机造价最昂贵的光学曝光机等成像系统，理论上认为是一种更低成本的方案。按照佳能产品负责人的说法，“纳米压印的价格将比EUV光刻机少一位数”，且耗电量只有光刻的十分之一。
与光刻机早早从最原始的接触式进化成非接触式不同，纳米压印采用机械加压方法必须接触。但实际接触过程中，纳米压印比光刻更容易出错，对准与缺陷问题始终是困扰纳米压印的两大难关。
半导体又恰恰对生产精度要求最苛刻，芯片尺寸越小容错率越低。纳米压印技术长期无法被证明应用于量产半导体领域10纳米以下先进制程芯片的能力。直至今天，相应制程芯片仍未大规模使用纳米压印技术生产。
纳米压印目前主要广泛应用于对制造缺陷容忍度较高的行业领域，比如光学和生物芯片，包括LED、AR设备、太阳能电池等等，但迄今为止都还未进入到大规模量产阶段。
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