文章核心观点 - 纳米压印光刻技术理论上可匹敌甚至超越EUV光刻，但在实际应用中存在严重问题且缺乏明确发展方向，目前尚未准备好替代EUV用于先进芯片制造 [1][27][35] NIL技术基础知识与历史 - 纳米压印光刻技术使用带图案的"印章"在树脂上压印图案，其目标与ASML光刻技术相同，即将掩模图案转移到晶圆上 [2] - 最先进的纳米级NIL技术发明于1996年，2001年成为商业实体Molecular Imprints Inc，佳能于2014年收购该公司 [4] - 佳能是唯一进军NIL技术的先进商业企业，中国竞争对手Prinano和由明尼苏达大学分拆的Nanonex成熟度较低，EV集团则瞄准超透镜、MEMS等不太先进的应用 [6][7] NIL工艺流程与技术细节 - 佳能技术称为"J-FIL"，采用喷墨打印机以优化液滴图案沉积光刻胶，改善图案形成过程中的流动性 [7] - 光刻胶涂覆在图案化工具内部完成以最小化排队时间，涂覆速度优化至一次三分之一秒完成 [9] - 掩模压印过程采用中心先接触的弯曲方式，弯曲通过二氧化碳加压产生仅10微米的中心凸起，确保更好的重复性和对称性 [11] - 紫外线闪光灯固化树脂后掩模在不到十分之一秒内被提起，完成单个曝光场图案化 [11] - 由于树脂在压印过程中固化，无需曝光后烘烤，但节省的时间成本仅占晶圆总周期时间和成本的不到1% [12] 掩模制作流程 - NIL掩模版使用与DUV光学掩模版相同的空白材料，采用"主模板→子模板→工作模板"的三步制作流程 [14][16] - NIL模板必须以与晶圆所需尺寸相同的特征尺寸进行写入，最先进的NIL掩模需要接近20纳米的特征尺寸，而光掩模仅需40纳米左右 [16][17] - NIL需要写入的区域面积比光掩模小4倍，最终主模板写入时间可能更短，但需要最佳的多光束掩模写入机 [17] 佳能NIL工具性能 - 佳能NIL工具晶圆和掩模运动平台移动精度达1纳米，采用"i-MAT"技术在实际图案刻印同时进行对准计量 [19][22] - 低阶对准误差通过16个独立压电致动器校正，高阶误差通过微镜阵列控制的激光选择性加热掩模版校正 [23] - 单个NIL设备单元压印过程耗时约1.3秒，最高吞吐量25片/小时，佳能以4单元一组销售，总吞吐量100片/小时 [25] - 相比之下，ASML的DUV工具产能为330wph，EUV工具产能为220wph [25] NIL与EUV技术比较 - 理论上NIL分辨率可超越EUV，且能基本避免EUV中的随机误差问题 [27] - NIL设备成本优势巨大，四单元设备成本可能只有EUV光刻机的十分之一，每片晶圆成本仅为EUV的四分之一 [27] - NIL功耗约为100千瓦，比EUV设备超过1兆瓦的功耗降低了90% [27] NIL技术面临的主要挑战 - 掩模寿命极短，目前仅约50张晶圆，而光刻掩模使用寿命远超10万片晶圆，导致模板检测和缺陷率问题严重 [29] - 套刻误差目前比EUV大约4倍，NIL架构只能读取区域角落处的测量标记，而ASML工具可读取10倍以上的标记 [30][31][32] - 佳能NIL设计的对准标记尺寸过大，浪费昂贵晶圆面积 [33] - 掩模图案粗糙度问题导致芯片缺陷或性能下降，20纳米以下特征必须采用间距分割技术 [34][35] - 关键客户如Kioxia和美光反馈指出缺陷是NIL最大弱点，模板成本和寿命是主要挑战 [35]

公众号记得加星标⭐️，第一时间看推送不会错过。 大约每隔 6 个月，我们就会看到有关纳米压印光刻颠覆 EUV 的新一轮头条新闻。 这听起来像是个不错的标题党，但事实并非如此。这项技术有很多有趣且有效的应用，但远不及EUV 所能达到的程度。理论上，NIL可以匹敌甚至超越EUV。但实际上，NIL存在一些严重的问题，而且 目前还没有明确的发展方向。 在本文中，我们将从理论层面与晶圆厂实际操作层面解释这些差异。我们还将详细介绍市场中的关键 参与者及其可能的应用场景。首先，我们来了解一下 NIL 的基本概念及其功能： NIL 基础知识和历史 纳米压印光刻技术使用带图案的"印章"在树脂上压印图案。在半导体生产中，它与 ASML 的光刻技 术实现相同的最终目标——将掩模上的图案转移到晶圆上。这些图案只是芯片设计的一层。堆叠 50- 100 层，进行图案化处理，然后在每一层上进行蚀刻和沉积等其他技术，最终构建出完整的芯片。 最有前景的纳米级NIL技术发明于1996年，并于2001年从学术界分离出来，成为一家商业实体，即 Molecular Imprints Inc.（MII）。佳能于2014年收购了MII，并在ASML开始向 ...