【事件】近日，有消息披露，SK海力士从佳能引进纳米压印设备，计划在2025年左右使用该设备开始量产3D NAND闪存，目前测试结果良好。另一存储巨头三星为了解决引进多图案工艺导致的成本上升问题，除导入EUV光刻机之外还开发了包括纳米压印技术在内的3-4种解决方案。此外，铠侠、东芝等日存储大厂在纳米压印技术领域已有相关布局。

纳米压印技术（NIL），是一种新型的微纳加工技术。该技术将设计并制作在模板上的微小图形，通过压印等技术转移到涂有高分子材料的硅基板上，可实现纳米级线宽的图形。相较于目前业界依赖的光学光刻存在的诸多局限性，纳米压印技术可大幅降低制造成本，且掩膜版图案设计更简单，可批量生产三维产品。业内表示，“与EUV相比，纳米压印技术形成图案的自由度较低，因此预计将优先用于生产维持一定图案的NAND型闪存。”SK海力士开始采购设备也是因为这个原因。”如果纳米压印设备实现商用化，以SK海力士为首的NAND闪存企业将能够提高从200层开始的工序难度越来越高的3D NAND闪存领域的生产效率。
在芯片领域，纳米压印尚处于产业化初期阶段，在良品控制、模板寿命等方面存在短板。目前，EUV光刻机等系统复杂度、技术瓶颈和成本问题等日益突出，纳米压印技术迎来曙光，商业化进程明显加速，佳能等半导体设备制造商、材料商以及工艺商纷纷开始涉足这一领域。随着相关领域技术的发展，纳米压印望在部分领域实现对光刻环节的替代。

目前，全世界最先进的芯片，几乎都绕不开ASML（阿斯麦）的DUV（深紫外）和EUV（极紫外）光刻机，但它又贵又难造，那有没有其他的路可走？实际上，光刻技术本身存在多种路线，离产业最近的，当属纳米压印光刻技术。

纳米压印光刻技术是什么？

1995年，华裔科学家周郁（Stephen Chou）教授首次提出纳米压印概念，从此揭开了纳米压印制造技术的研究序幕。纳米压印技术是当今最具前景的纳米制造技术之一，很可能成为未来微纳电子与光电子产业的基础技术。目前，纳米压印技术在国际半导体技术蓝图（ITRS）中被列为下一代32nm、22nm和16nm节点光刻技术的代表之一。国内外半导体设备制造商、材料商以及工艺商纷纷开始涉足这一领域，短短25年，已经取得很大进展。




纳米压印光刻（紫外纳米压印）与光学光刻对比（来源：佳能官网、果壳硬科技）
纳米压印技术首先通过接触式压印完成图形的转移，相当于光学曝光技术中曝光和显影工艺过程，然后利用刻蚀传递工艺将结构转移到其他任何材料上。它就像盖章一样，把栅极长度只有几纳米的电路刻在印章上，再将印章盖在橡皮泥上，得到与印章相反的图案，经过脱模就能够得到一颗芯片。在行业中，这个章被称为模板，而橡皮泥则被称为纳米压印胶。

纳米压印技术将现代微电子加工工艺融合于印刷技术中，克服了光学曝光技术中光衍射现象造成的分辨率极限问题，展示了超高分辨率、高效率、低成本、适合工业化生产的独特优势，从发明至今，一直受到学术界和产业界的高度重视。因此，纳米压印技术被称为微纳加工领域中第三代最有前景的光刻技术之一。






纳米压印光刻不仅可以制造分辨率5nm以下的高分辨率图形，还拥有相对简单的工艺（相比光学曝光复杂的系统或电子束曝光复杂的电磁聚焦系统）、较高的产能（可大面积制造）、较低的成本（国际权威机构评估同制作水平的纳米压印比传统光学投影光刻至少低一个数量级）、较低的功耗、压印模板可重复使用等优势。



纳米压印的技术分类



发展至今，相对成熟和普遍的纳米压印加工方式包括三类：热纳米压印、紫外纳米压印和微接触印刷（软刻蚀），其他新型工艺多为此三类工艺的改进版。其中，紫外纳米压印优势最为明显，是目前产业化最常见的方式，而微接触纳米压印则主要应用在生物化学领域。