編者：中噴網(wǎng) 墨宸

2025 年 8 月 1 日，璞璘科技自主設(shè)計(jì)研發(fā)的首臺(tái) PL-SR 系列噴墨步進(jìn)式納米壓印設(shè)備順利通過(guò)驗(yàn)收并交付至國(guó)內(nèi)特色工藝客戶(hù)。此次設(shè)備交付是公司業(yè)務(wù)拓展和市場(chǎng)滲透的新里程碑，標(biāo)志著璞璘科技在高端半導(dǎo)體裝備制造領(lǐng)域邁出堅(jiān)實(shí)的一步。

1998 年，美國(guó)工程院院士、化學(xué)放大光刻膠（Chemically Amplified Resist）發(fā)明人、光刻膠領(lǐng)域泰斗級(jí)學(xué)者 Grant Wilson 教授團(tuán)隊(duì)基于噴墨涂膠工藝，創(chuàng)新性地將紫外光固化納米壓印技術(shù)與步進(jìn)光刻技術(shù)相結(jié)合，提出了更適用于集成電路制造的步進(jìn)納米壓印光刻技術(shù)（Step-and-Flash Nanoimprint Lithography），并創(chuàng)立 Molecular Imprint Inc. 公司推動(dòng)該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。日本佳能公司與 Molecular Imprint Inc. 建立戰(zhàn)略合作關(guān)系后，共同開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體用步進(jìn)納米壓印技術(shù)。經(jīng)過(guò)近二十年的持續(xù)研發(fā)與技術(shù)積累，佳能于 2023 年宣實(shí)現(xiàn)納米壓印技術(shù)在 NAND 閃存制造中的商業(yè)化應(yīng)用，并計(jì)劃將該技術(shù)逐步拓展至 DRAM 存儲(chǔ)器和邏輯芯片等更廣泛領(lǐng)域。

由于半導(dǎo)體制造對(duì)圖形保真度和套刻精度的極端要求，步進(jìn)納米壓印技術(shù)必須采用高硬度石英模板，這使得該技術(shù)對(duì)壓印環(huán)境潔凈度、壓印力控制、模板 / 襯底平整度、壓印工藝穩(wěn)定性以及專(zhuān)用材料體系等方面提出了極為嚴(yán)苛的要求。在各類(lèi)納米壓印技術(shù)中，步進(jìn)納米壓印的工藝復(fù)雜度和技術(shù)難度堪稱(chēng)最高。目前國(guó)內(nèi)尚未有其它相關(guān)的噴涂步進(jìn)納米壓印設(shè)備與產(chǎn)品應(yīng)用，及成功交付商業(yè)客戶(hù)的報(bào)導(dǎo)。

據(jù)悉，璞璘科技的首臺(tái) PL-SR 系列噴墨步進(jìn)式納米壓印設(shè)備攻克了步進(jìn)硬板的非真空完全貼合、噴膠與薄膠壓印、壓印膠殘余層控制等關(guān)鍵技術(shù)難題，可對(duì)應(yīng)線寬＜10nm 的納米壓印光刻工藝，對(duì)標(biāo)日本佳能的納米壓印工藝。該設(shè)備配備自主研發(fā)的模板面型控制系統(tǒng)、納米壓印光刻膠噴墨算法系統(tǒng)、噴墨打印材料匹配，并搭配了自主開(kāi)發(fā)的軟件控制系統(tǒng)。該款設(shè)備目前已經(jīng)初步完成儲(chǔ)存芯片、硅基微顯、硅光及先進(jìn)封裝等芯片研發(fā)驗(yàn)證。

璞璘科技 PL-SR 系列成功攻克噴墨涂膠工藝多項(xiàng)技術(shù)瓶頸，在噴涂型納米壓印光刻材料方面實(shí)現(xiàn)重大突破。在半導(dǎo)體級(jí)芯片壓印工藝中，芯片結(jié)構(gòu)通常為變占空比、多周期變化的納米結(jié)構(gòu)。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需對(duì)局部膠量精準(zhǔn)控制，根據(jù)結(jié)構(gòu)變化動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)壓印膠的噴涂量，從而獲得薄而一致的殘余層厚度。PL-SR 系列通過(guò)創(chuàng)新材料配方與工藝調(diào)控，提高膠滴密度與鋪展度，成功實(shí)現(xiàn)了納米級(jí)的壓印膜厚，平均殘余層＜10nm，殘余層變化＜2nm，壓印結(jié)構(gòu)深寬比 > 7:1 的技術(shù)指標(biāo)。發(fā)展了匹配噴膠步進(jìn)壓印工藝與后續(xù)半導(dǎo)體加工工藝的多款納米壓印膠體系，特別是開(kāi)發(fā)了可溶劑清洗的光固化納米壓印膠，解決了昂貴石英模板可能被殘留壓印膠污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)，為高精度步進(jìn)納米壓印提供了可靠材料保障。

此外，璞璘科技 PL-SR 系列還突破了納米壓印模板面型控制的技術(shù)難點(diǎn)。在高端芯片極小線寬壓印過(guò)工藝中，壓印模板采用的是硬質(zhì)的石英模板，因?yàn)槭⑴c硅晶圓先天性具有一定的翹曲率，從而在整個(gè)納米壓印過(guò)程中要求對(duì)模板進(jìn)行面型控制才能達(dá)到完美的貼合狀態(tài)。與此同時(shí)，高端芯片極小結(jié)構(gòu)壓印所需納米壓印膠量極少，大約十納米級(jí)的厚度，這更增加了模板和襯底貼合的難度。璞璘科技自主研發(fā)的納米壓印模板面型控制技術(shù)解決了上述的技術(shù)難點(diǎn)。

與光刻工藝流程一樣，在納米壓印工藝完成后下一道工序是刻蝕工藝，從而對(duì)壓印的均勻性，穩(wěn)定性要求極高。尤其對(duì)壓印殘余層的控制要求極高。璞璘科技針對(duì)這一技術(shù)難點(diǎn)，對(duì)壓印設(shè)備，材料，工藝系統(tǒng)的進(jìn)行優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)無(wú)殘余層或近零殘余層的壓印工藝。

在高端半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，業(yè)界要求對(duì)準(zhǔn)精度需突破 10nm 以下，甚至向 1nm 級(jí)逼近。這一技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，其難度與成本已與國(guó)際主流極紫外光刻（EUV）設(shè)備處于同一量級(jí)。璞璘科技認(rèn)為，要突破納米級(jí)對(duì)準(zhǔn)這一 "卡脖子" 技術(shù)，必須整合產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)資源。通過(guò)聯(lián)合攻關(guān)，共同打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高端步進(jìn)納米壓印設(shè)備，助力我國(guó)在下一代芯片制造裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。

PL-SR 是一種通用的重復(fù)步進(jìn)納米壓印光刻系統(tǒng)，其具有高效、高精度的壓印功能，此外還具備拼接復(fù)雜結(jié)構(gòu)的性能。PL-SR 采用高精度的噴墨打印式涂膠方案，與此同時(shí)還可以輔助高精度的對(duì)準(zhǔn)功能，可實(shí)現(xiàn)高精度拼接對(duì)準(zhǔn)精度要求的納米壓印工藝。此外，PL-SR 重復(fù)步進(jìn)壓印系統(tǒng)還可滿(mǎn)足模板拼接的需求，最小可實(shí)現(xiàn) 20mmx20mm 的壓印模板均勻的拼接，最終可實(shí)現(xiàn) 300mm (12in) 晶圓級(jí)超大面積的模板。官方表示，這一技術(shù)突破為大尺寸晶圓的納米壓印加工提供了有力支撐，能夠滿(mǎn)足高端半導(dǎo)體制造中對(duì)大面積、高精度圖案轉(zhuǎn)移的需求。

從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)看，該設(shè)備的潛力不容小覷。在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，隨著數(shù)據(jù)量的爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)密度的要求越來(lái)越高，PL-SR 系列設(shè)備可對(duì)應(yīng)線寬＜10nm 的工藝，能夠助力研發(fā)更高密度的存儲(chǔ)芯片，提升我國(guó)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。硅基微顯作為顯示領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，對(duì)精度和分辨率要求極高，該設(shè)備的高精度壓印和對(duì)準(zhǔn)功能，能為硅基微顯的生產(chǎn)提供關(guān)鍵支持，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的升級(jí)迭代。在硅光領(lǐng)域，光子芯片的集成度不斷提升，納米級(jí)的圖案轉(zhuǎn)移是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，PL-SR 系列設(shè)備的出現(xiàn)為硅光芯片的研發(fā)和生產(chǎn)注入新動(dòng)力。而在先進(jìn)封裝領(lǐng)域，更高精度的互聯(lián)結(jié)構(gòu)是提升芯片性能的重要途徑，該設(shè)備能夠滿(mǎn)足先進(jìn)封裝工藝對(duì)納米級(jí)圖案的需求，促進(jìn)先進(jìn)封裝技術(shù)的發(fā)展。

此次璞璘科技首臺(tái) PL-SR 系列噴墨步進(jìn)式納米壓印設(shè)備的交付，其意義遠(yuǎn)超單一設(shè)備的應(yīng)用。它打破了海外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷模式，為我國(guó)半導(dǎo)體裝備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程增添了濃墨重彩的一筆。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在高端半導(dǎo)體裝備領(lǐng)域依賴(lài)進(jìn)口，受制于人的情況較為突出，而該設(shè)備的成功交付，傳遞出國(guó)產(chǎn)技術(shù)在高端制造領(lǐng)域從 “跟跑” 向 “并跑” 甚至 “領(lǐng)跑” 邁進(jìn)的強(qiáng)烈信號(hào)。

這不僅提升了我國(guó)在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的地位，還將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。設(shè)備的生產(chǎn)和應(yīng)用需要上下游企業(yè)的協(xié)同配合，從材料供應(yīng)到零部件制造，再到后期的維護(hù)和服務(wù)，都將因此獲得新的發(fā)展機(jī)遇，形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體進(jìn)步。

未來(lái)，隨著璞璘科技在該領(lǐng)域的持續(xù)深耕以及技術(shù)的不斷迭代升級(jí)，有望在更多半導(dǎo)體應(yīng)用場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)突破，為我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控貢獻(xiàn)更大力量，也讓世界看到中國(guó)在高端制造領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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