这项技术迎来重大进展,有望部分替代EUV光刻

纳米压印技术是一种新型的微纳加工技术,或将在存储领域率先实现对EUV光刻的替代

证券时报报道,SK海力士从佳能引进纳米压印设备,计划在2025年左右使用该设备开始量产3D NAND闪存,目前测试结果良好。另一存储巨头三星为了解决引进多图案工艺导致的成本上升问题,除导入EUV光刻机之外还开发了包括纳米压印技术在内的3-4种解决方案。此外,铠侠、东芝等日存储大厂在纳米压印技术领域已有相关布局。

一、纳米微印是什么

纳米压印技术(NIL),是一种新型的微纳加工技术。该技术将设计并制作在模板上的微小图形,通过压印等技术转移到涂有高分子材料的硅基板上,可实现纳米级线宽的图形,其加工分辨率只与模版图案尺寸有关,而不受光刻最短曝光波长的物理限制。

根据压印方法的不同,NIL主要可分为热压印(Hot embossing)、紫外固化压印(UV-NIL)和微接触印刷(Micro contact printing cup)三种光刻技术。

这项技术迎来重大进展,有望部分替代EUV光刻

二、纳米压印与EUV光刻的比较

在芯片领域,纳米压印尚处于产业化初期阶段,在良品控制、模板寿命等方面存在短板。目前,EUV光刻机等系统复杂度、技术瓶颈和成本问题等日益突出,纳米压印技术迎来曙光,商业化进程明显加速。纳米压印概念非常高深,但实际上它在芯片领域的应用原理并不难理解。纳米压印光刻造芯片就像盖章一样,把栅极长度只有几纳米的电路刻在印章上,再将印章盖在橡皮泥上,得到与印章相反的图案,经过脱模就能够得到一颗芯片。在行业中,这个章被称为模板,而橡皮泥则被称为纳米压印胶。以紫外固化压印为例,其造芯片流程与光学光刻流程如下图。

这项技术迎来重大进展,有望部分替代EUV光刻

在芯片领域,纳米压印光刻不仅擅长制造各种集成电路,更擅长制造3D NAND、DRAM等存储芯片,与微处理器等逻辑电路相比,存储制造商具有严格的成本限制,且对缺陷要求放宽,纳米压印光刻技术与之非常契合。与EUV相比,纳米压印技术形成图案的自由度较低,因此预计将优先用于生产维持一定图案的NAND型闪存。如果纳米压印设备实现商用化,以SK海力士为首的NAND闪存企业将能够提高从200层开始的工序难度越来越高的3D NAND闪存领域的生产效率。

这项技术迎来重大进展,有望部分替代EUV光刻

在芯片领域,纳米压印尚处于产业化初期阶段,在良品控制、模板寿命等方面存在短板。目前,EUV光刻机等系统复杂度、技术瓶颈和成本问题等日益突出,纳米压印技术迎来曙光,商业化进程明显加速,佳能等半导体设备制造商、材料商以及工艺商纷纷开始涉足这一领域。随着相关领域技术的发展,纳米压印望在部分领域实现对光刻环节的替代。TechNavio数据显示,2026年纳米压印市场有望达到33亿美元,2021年至2026年年复合增长率可达17.74%。

三、纳米压印产业链

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四、纳米压印技术在其他领域的应用

这项技术迎来重大进展,有望部分替代EUV光刻

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