绕过EUV技术改用奈米印刷 日本佳能开卖5nm晶片制造设备

佳能已经开始销售基于NIL技术的晶片生产设备，可以不使用EUV技术达到5nm工艺节点。（图／Canon)

日系光刻机大厂佳能（Canon）近日通过新闻稿宣布，已经开始销售基于「奈米印刷」（Nanoprinted lithography）技术的晶片生产设备 FPA-1200NZ2C，这是不同于复杂的EUV光刻技术的晶片生产技术，可以用来制造5nm晶片。

据《芯智讯》报导，在半导体制程技术进入5nm节点之后，EUV光刻机已经成为了不可或缺的关键设备。但是，因为EUV光刻机造价高昂，而且仅荷兰ASML一家产生能够供应，产能有限，也使得晶片的生产成本大幅升高。

为此，从2017 年开始，半导体设备厂佳能就与存储晶片日本大厂铠侠，以及光罩等半导体零件制造商大日本印刷株式会社（DNP）合作，在日本三重县四日市的铠侠工厂内研发基于奈米压印(NIL) 的量产技术，目前已发展至可以不使用EUV光刻机，就能使制程技术推进到5nm。

日系光刻机大厂佳能近日宣布开始销售基于「奈米印刷」技术的晶片生产设备，可以用不同于EUV光刻的技术制造5nm晶片。（图／Canon）

佳能表示，这套生产设备的工作原理和行业领导者ASML的光刻机不同，其并不利用光学图像投影的原理将积体电路的微观结构转移到矽晶圆上，而是更类似于印刷技术，直接通过压印形成图案。

相较于目前已商用化的EUV光刻技术，铠侠在2021年就曾表示，NIL 技术可大幅减少耗能，并降低设备成本。原因在于NIL 技术的微影制程较为单纯，耗电量可压低至EUV 技术的10%，并让设备投资降低至仅有EUV 设备的40%。目前，EUV光刻机只有荷兰ASML一家能够生产供应，不但价格高，而且需要许多检测设备的配合。

报导说，虽然NIL技术有许多优点，但现阶段在导入量产上仍有不少问题有待解决，其中包括更容易因空气中的细微尘埃的影响而形成瑕疵。铠侠表示，NAND快闪记忆体元件因为采取3D 立体堆叠结构，更容易适应NIL技术制程。目前已解决NIL的基本技术问题，正在进行量产技术的推进工作，希望能较其他竞争对手率先引入到NAND 生产中。一旦铠侠成功引入NIL 技术并实现量产，有望弥补在设备投资竞赛中的不利局面，又能符合减少碳排放的需求。

根据大日本印刷的说法，NIL 量产技术电路微缩程度可达5nm节点，该公司从2021 年春天开始，就已经在根据设备的规格值进行内部的类比模拟，而从半导体制造商对NIL 量产技术询问度的增加，显示不少厂商对此一技术寄予厚望。

但是，铠侠在对NIL技术进行测试之后，遭到了潜在客户提出的投诉，认为产品缺陷率较高，最后并未实际应用。作为关键的设备提供商，未来佳能在推动NIL技术量产NAND的同时，也致力于将NIL 量产技术广泛的应用于制造DRAM 及PC 用的CPU 等逻辑晶片的设备上，以在未来供应多的半导体制造商，也希望能应用于手机应用处理器等最先进制程上。

此次佳能发布的这套设备可以应用于最小14平方毫米的矽晶圆，从而可以生产相当于5nm工艺的晶片。佳能表示会继续改进和发展这套系统，未来有望用于生产 2nm 晶片。