日媒：日本佳能公司宣布推出FPA-1200NZ2C纳米压印半导体制造设备

在10月19日和20日举行的Canon EXPO 2023活动 上，佳能将10月13日刚刚宣布商业化的纳米压印半导体制造设备 FPA-1200NZ2C 放置在展厅入口附近。

佳能FPA-1200NZ2C的1/1比例模型，FPA-1200NZ2C是一种纳米压印半导体制造系统，可用于先进工艺， 吸引了现场许多人的目光

从宣布的那一刻起，该公司的纳米压印设备就受到广泛关注，尤其是那些半导体从业者。 据悉，该设备最初由美国Molecular Imprints开发，2014年被佳能收购，并持续开发，旨在将其应用于半导体制造。此次商业化的影响是巨大的，该公司董事长兼总裁兼首席执行官Fujio Mitarai也透露，自宣布以来，他收到了许多咨询，获得了高度关注。

实现纳米压印的尖端工艺制造的环境控制技术

FPA-1200NZ2C最重要的一点是，它是一种已经商业化的技术。该技术可以实现与5nm工艺相当的最小线宽（布线半间距）为14nm的图案生成，并且产量很高（还有望通过提高掩模精度和对准来实现相当于2nm工艺的工艺）。到目前为止，纳米压印在分辨率、对准精度、吞吐量和缺陷方面一直被认为不适合半导体制造。 其中，细微颗粒污染和对准精度尤其成问题。 特别是，在半导体洁净室中，颗粒对清洁度影响最强，但ISO标准是基于每立方米空气中存在多少 0.1 μm 或更多的颗粒。如果不注意小于标准的细颗粒的存在，就会出现缺陷，产量不会提高。

2017年，佳能开始向东芝存储器（现铠侠）的四日市工厂供应这些产品，并开始验证其实际使用。在此过程中，他们发现了防止颗粒物进入实际将掩模（模板）压在晶圆上形成图案的工作站的问题并改进了环境控制技术，例如采用高精度过滤器和气幕作为减少颗粒的技术来减少缺陷。因此，似乎已经可以形成与5nm工艺相当的低缺陷图案，并且已经决定可以将其商业化。

此外，通过采用对每次镜头进行对齐的逐个芯片方法（一般光刻设备是全局对准方法），以及利用通过改变激光束的热分布产生的晶圆热膨胀来高精度补偿底层电路图案的失真，通过混合和匹配，对准精度为4nm。但是，除了逐个模具的方法外，还需要以皮升顺序涂上喷墨头喷出的固化树脂（光刻胶），将掩模压在其上（控制皮升量级不会导致光刻胶突出），并用紫外线固化。假设吞吐量为一小时（最多可配置4个工作站，在这种情况下每小时80张）。

ASML目前型号NXE：3600D的EUV光刻系统的吞吐量约为160张/小时，被认为是3nm工艺中的主要机器“NXE：3800E”的吞吐量约为220张/小时，虽然相差较大，功耗约为1/10，价格未公开，但EUV光刻设备的价格据说平均约为400亿日元。 由于纳米压印设备据说没有那么昂贵，因此在查看小批量、高混合需求的 TCO（总拥有成本）时，可能不会有太大差异。

在 3D 封装中水平部署曝光技术

除了FPA-1200NZ2C外，展厅还展出了FPA-5520iV LF2选件i射线光刻系统的模型。

FPA-5520iV的目标是2.5D/3D封装的制造工艺。 前端工艺的光刻系统侧重于形成具有一定线宽的图案，而该系统则侧重于形成深孔图案的方向，因此线和空间（L/S）较粗，但焦深较深，其特点是能够挖掘3D IC所需的高纵横比沟槽。

此外，通过将上一道工序中光刻设备中使用的非球面透镜应用于投影光学系统，畸变已减少到上一代的1/4以下，从而可以将更平滑的镜头拼接在一起。 此外，通过改进均匀照明光的均质器来提高照明光学系统的照度均匀性，该公司× 52 mm 和 68 mm 实现了 0.8 μm 的分辨率，并且通过将镜头以 2×2 的比例拼接在一起，即使在超过 100 mm × 100 mm 的曝光下也能提供 0.8 μm 的分辨率。

使用FPA-5520iV LF2选项形成的300mm晶片。曝光尺寸为前工序标准视角的26mm×33mm和4次连续曝光的100mm×100mm

此外，虽然没有实物，但FPA-5520iV的说明面板的一部分还描绘了“FPA-8000iW”，它可以处理515mm×510mm的大型方形基板（玻璃），同时是相同的i-line光刻设备。 它是以3D封装技术为中心的半导体器件未来发展所必需的技术。