Компания Canon недавно представила FPA-1200NZ2C – инструмент для наноимпринтного производства полупроводников, который может быть использован для изготовления современных микросхем. Устройство использует технологию наноимпринтной литографии (NIL) в качестве альтернативы фотолитографии и теоретически может бросить вызов инструментам экстремальной ультрафиолетовой (EUV) и глубокой ультрафиолетовой (DUV) литографии в том, что касается разрешения.
В отличие от традиционного оборудования для фотолитографии DUV и EUV, которое переносит рисунок схемы на пластину с резистивным покрытием посредством проекции, инструмент наноимпринта использует другую технику. В нем используется маска с рельефным рисунком схемы, которая непосредственно прижимается к резисту на полупроводниковой пластине. Этот метод устраняет необходимость в оптическом механизме в процессе переноса рисунка, что обещает более точное воспроизведение сложных схем с маски на пластину. Теоретически, NIL позволяет формировать сложные двух- или трехмерные печатные схемы за один этап, что обещает снизить затраты. Сама по себе NIL не является новой технологией, но на протяжении многих лет она развивалась параллельно, в то время как проблемы, связанные с дальнейшим совершенствованием фотолитографии, заставили Canon поверить в то, что сейчас самое время для повторного взгляда.
Компания Canon утверждает, что ее FPA-1200NZ2C обеспечивает формирование рисунка с минимальной шириной линии (критическими размерами, CD) 14 нм, что достаточно хорошо для “штамповки” минимального шага металла около 26 нм, и, следовательно, подходит для технологических процессов класса 5 нм. Это соответствует возможностям сканеров для EUV-литографии Twinscan NXE:3400C (и аналогичных) компании ASML с оптикой с числовой апертурой (NA) 0,33.
Между тем, компания Canon утверждает, что при дальнейшем совершенствовании своей технологии ее инструмент сможет достичь более тонкого разрешения, что позволит создавать производственные узлы класса 3 нм и даже 2 нм.
Наноимпринтная литография обладает рядом неоспоримых преимуществ по сравнению с фотолитографией. В первую очередь, NIL превосходит по разрешению, позволяя создавать структуры нанометрового масштаба с поразительной точностью без использования фотомасок. Эта технология позволяет обойти дифракционные ограничения, возникающие при обычной фотолитографии, что дает возможность создавать более сложные и мелкие элементы. Кроме того, NIL работает без использования сложной оптики или источников высокоэнергетического излучения, что приводит к потенциально более низким эксплуатационным расходам и более простому оборудованию.
Еще одним преимуществом НИЛ является ее способность к прямому шаблонированию, позволяющая эффективно воспроизводить трехмерные наноструктуры. Такая функциональность делает НИЛ мощным инструментом в производстве фотоники и других приложений, где необходимы трехмерные наношаблоны. Эта технология также способствует повышению точности и однородности рисунка.
Однако НИЛ также имеет определенные проблемы и ограничения. Одной из заметных проблем является ее восприимчивость к дефектам из-за прямого контакта в процессе оттиска. Частицы или загрязнения, присутствующие на подложке или пресс-форме, могут привести к появлению дефектов, что может повлиять на общую производительность и надежность производственного процесса. Это обусловливает необходимость безупречного контроля процесса и чистоты для поддержания постоянного качества продукции.
Кроме того, НИЛ в своей традиционной форме представляет собой серийный процесс, что ограничивает его пропускную способность и производственные возможности. В отличие от фотолитографии, которая может параллельно обрабатывать целые пластины или большие площади, НИЛ часто предполагает последовательную обработку небольших площадей. Это создает большие трудности при масштабировании технологии для крупносерийного производства микросхем, что ограничивает ее использование для производства микросхем. Между тем, НИЛ можно использовать для создания фотомасок для EUV и DUV. Кроме того, теоретически она может быть использована для создания узорчатых носителей для жестких дисков.
