日本Canon推出基於奈米壓印技術的5奈米機台，可升級至2奈米製程

長期耕耘半導體製造設備的佳能(Canon)最近公布一款採用「奈米壓印技術」的新型曝光機，據稱可以實現5奈米的超高解析製程技術，這代表Canon半導體製造技術邁入新的里程碑，甚至可能在先進製程上，突破過去艾司摩爾(ASML)在曝光設備的獨佔地位。

傳統曝光機的工作方式是將設計好的電路圖案，投射到塗有抗蝕光阻劑的晶圓表面。Canon此次推出的奈米壓印曝光機，則是先在晶圓上的抗蝕層上，壓印出電路圖案的奈米級「印章」，之後再利用這些「印章」將電路圖案轉移到晶圓上，這種直接壓印的方式，有點像郵票或鈔票的壓印技術，做到在晶圓上精準複製「印章」上的奈米級電路圖案，完美避開傳統光學投射的解析度限制，可以實現更高的圖案轉移精度。

奈米壓印技術曝光機V.S EUV曝光機

奈米壓印技術其實早已廣泛應用於許多半導體相關製造領域，但主要用於一些製作精度要求不高的奈米線、點陣列等構件。Canon此次大膽地將奈米壓印技術應用到半導體晶片的光罩和晶圓製造領域，直接實現5奈米的超高解析製程，可謂是這項技術的首次突破和升華。

值得一提的是，極紫外光(Extreme ultraviolet，EUV)曝光機需要強大的激光來產生極紫外光，功耗和發熱量極大，而Canon奈米壓印曝光機僅需要提供足夠的壓印力，能源效率極高且簡單直接很多，功耗只有EUV曝光機的十分之一。

Canon以技術突破奠定優勢

就技術發展層面來看，奈米壓印屬於一比一的直接壓印技術，因此要先製作出一個符合量產製程要求的奈米級壓印「模板」，之後再利用這個模板一比一複製出與之相符的電路圖案。這可能產生一個疑問是：製作如此精細的奈米級模板不是更困難嗎？搞不好還需要依靠EUV曝光機才能製作出來？

事實上，奈米級模板可在沒有規模量產的前提之下，通過多種方式製作出來，如使用傳統曝光機製程，或是直接在模板材料上利用類似電子束的技術直接描繪刻蝕，但要這麼做有一個挑戰，就是模板製程越小，成功壓印的難度就越高，所以這次Canon在方面有所突破，無疑是為其在奈米壓印技術領域，建立獨具的優勢。

能否改寫半導體產業的未來競爭！？

據Canon透露，該公司的奈米壓印曝光機目前已可實現5奈米製程，未來有望通過持續改進，實現2奈米甚至更先進的製程技術，有潛力顛覆目前以EUV曝光機為主的製程設備。

此外，由於該設備不需要成本高昂的EUV光源，如果機台材料和零部件也避開美國技術，就可以降低成本並可能規避美國的出口禁運限制。這對於缺乏EUV曝光機的中國半導體企業尤為重要。不過Canon並未對可否出口中國進行置評。

儘管目前許多細節仍未明朗，但奈米壓印顯影技術無疑為超高解析製程技術帶來新的可能性，也就是除了EUV以外，將有技術同樣先進且成本更低的第二種選擇。未來幾年，業界也肯定將目光聚焦在Canon能否順利完成奈米壓印技術的商業化，而這項技術能否真正改寫製程製造的規則，有待時間的觀察。

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