璞璘科技近日完成首台PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备的验收,并将其交付至国内特色工艺客户。该设备已完成储存芯片、硅基微显、硅基微显、硅光、先进封装等芯片研发验证。
PL-SR系列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,可实现小于10nm线宽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、喷墨打印材料匹配系统,并搭载自主开发的软件控制系统。
目前,日本在纳米压印技术领域处于领先地位,例如佳能的FPA-1200NZ2C设备可实现14nm线宽,据称可生产5nm工艺芯片。璞璘科技的指标已超越佳能,但这并不意味着其能够制造5nm或更先进工艺的芯片。
纳米压印技术无需复杂昂贵的光源系统,能耗和成本显著低于EUV光刻技术,但制造速度较慢,适用于结构相对简单的芯片。
PL-SR系列成功攻克喷墨涂胶工艺中的多项技术瓶颈,在喷涂型纳米压印光刻材料方面取得重大突破。
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。这种复杂结构设计需要局部胶量精准控制,根据结构变化动态调节压印胶喷涂量,以获得薄而一致的残余层厚度。
该设备通过创新材料配方与工艺调控,提高胶滴密度与铺展度,实现纳米级压印膜厚,平均残余层小于10nm,残余层变化小于2nm,压印结构深宽比大于7:1。
同时,设备开发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,其中包括可溶剂清洗的光固化纳米压印胶,有效解决石英模板被压印胶污染的潜在风险。
PL-SR系列还攻克了纳米压印模板面型控制的技术难点。高端芯片极小线宽压印过程中,由于石英模板与硅晶圆存在翘曲率,需对模板进行面型控制以实现完美贴合。
此外,极小结构压印所需纳米压印胶量极少,约十纳米级厚度,进一步增加模板与衬底贴合难度。璞璘科技自主研发的模板面型控制技术解决了上述问题。
在纳米压印工艺完成后,下一道工序为刻蚀工艺,对压印均匀性、稳定性要求极高,尤其对残余层控制要求严格。针对这一问题,璞璘科技对设备、材料及工艺系统进行优化,实现了无残余层压印工艺。
PL-SR是一种通用的重复步进纳米压印光刻系统,具备高效、高精度压印功能,同时支持复杂结构拼接。
该系统采用高精度喷墨打印式涂胶方案,配合高精度对准功能,满足高精度拼接对准精度要求的纳米压印工艺。
此外,PL-SR重复步进压印系统支持模板拼接,最小可实现20mmx20mm压印模板均匀拼接,最终实现300mm晶圆级超大面积模板。
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