編者：中噴網 墨宸

2025 年 8 月 1 日，璞璘科技自主設計研發(fā)的首臺 PL-SR 系列噴墨步進式納米壓印設備順利通過驗收并交付至國內特色工藝客戶。此次設備交付是公司業(yè)務拓展和市場滲透的新里程碑，標志著璞璘科技在高端半導體裝備制造領域邁出堅實的一步。

1998 年，美國工程院院士、化學放大光刻膠（Chemically Amplified Resist）發(fā)明人、光刻膠領域泰斗級學者 Grant Wilson 教授團隊基于噴墨涂膠工藝，創(chuàng)新性地將紫外光固化納米壓印技術與步進光刻技術相結合，提出了更適用于集成電路制造的步進納米壓印光刻技術（Step-and-Flash Nanoimprint Lithography），并創(chuàng)立 Molecular Imprint Inc. 公司推動該技術產業(yè)化。日本佳能公司與 Molecular Imprint Inc. 建立戰(zhàn)略合作關系后，共同開發(fā)半導體用步進納米壓印技術。經過近二十年的持續(xù)研發(fā)與技術積累，佳能于 2023 年宣實現(xiàn)納米壓印技術在 NAND 閃存制造中的商業(yè)化應用，并計劃將該技術逐步拓展至 DRAM 存儲器和邏輯芯片等更廣泛領域。

由于半導體制造對圖形保真度和套刻精度的極端要求，步進納米壓印技術必須采用高硬度石英模板，這使得該技術對壓印環(huán)境潔凈度、壓印力控制、模板 / 襯底平整度、壓印工藝穩(wěn)定性以及專用材料體系等方面提出了極為嚴苛的要求。在各類納米壓印技術中，步進納米壓印的工藝復雜度和技術難度堪稱最高。目前國內尚未有其它相關的噴涂步進納米壓印設備與產品應用，及成功交付商業(yè)客戶的報導。

據悉，璞璘科技的首臺 PL-SR 系列噴墨步進式納米壓印設備攻克了步進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鍵技術難題，可對應線寬＜10nm 的納米壓印光刻工藝，對標日本佳能的納米壓印工藝。該設備配備自主研發(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，并搭配了自主開發(fā)的軟件控制系統(tǒng)。該款設備目前已經初步完成儲存芯片、硅基微顯、硅光及先進封裝等芯片研發(fā)驗證。

璞璘科技 PL-SR 系列成功攻克噴墨涂膠工藝多項技術瓶頸，在噴涂型納米壓印光刻材料方面實現(xiàn)重大突破。在半導體級芯片壓印工藝中，芯片結構通常為變占空比、多周期變化的納米結構。這種復雜的結構設計需對局部膠量精準控制，根據結構變化動態(tài)調節(jié)壓印膠的噴涂量，從而獲得薄而一致的殘余層厚度。PL-SR 系列通過創(chuàng)新材料配方與工藝調控，提高膠滴密度與鋪展度，成功實現(xiàn)了納米級的壓印膜厚，平均殘余層＜10nm，殘余層變化＜2nm，壓印結構深寬比 > 7:1 的技術指標。發(fā)展了匹配噴膠步進壓印工藝與后續(xù)半導體加工工藝的多款納米壓印膠體系，特別是開發(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險，為高精度步進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難點。在高端芯片極小線寬壓印過工藝中，壓印模板采用的是硬質的石英模板，因為石英與硅晶圓先天性具有一定的翹曲率，從而在整個納米壓印過程中要求對模板進行面型控制才能達到完美的貼合狀態(tài)。與此同時，高端芯片極小結構壓印所需納米壓印膠量極少，大約十納米級的厚度，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解決了上述的技術難點。

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，從而對壓印的均勻性，穩(wěn)定性要求極高。尤其對壓印殘余層的控制要求極高。璞璘科技針對這一技術難點，對壓印設備，材料，工藝系統(tǒng)的進行優(yōu)化，可實現(xiàn)無殘余層或近零殘余層的壓印工藝。

在高端半導體制造領域，業(yè)界要求對準精度需突破 10nm 以下，甚至向 1nm 級逼近。這一技術指標的實現(xiàn)，其難度與成本已與國際主流極紫外光刻（EUV）設備處于同一量級。璞璘科技認為，要突破納米級對準這一 "卡脖子" 技術，必須整合產業(yè)鏈優(yōu)勢資源。通過聯(lián)合攻關，共同打造具有國際競爭力的高端步進納米壓印設備，助力我國在下一代芯片制造裝備領域實現(xiàn)自主可控。

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

從應用領域來看，該設備的潛力不容小覷。在存儲芯片領域，隨著數(shù)據量的爆炸式增長，對存儲密度的要求越來越高，PL-SR 系列設備可對應線寬＜10nm 的工藝，能夠助力研發(fā)更高密度的存儲芯片，提升我國存儲芯片產業(yè)的競爭力。硅基微顯作為顯示領域的重要發(fā)展方向，對精度和分辨率要求極高，該設備的高精度壓印和對準功能，能為硅基微顯的生產提供關鍵支持，推動相關產品的升級迭代。在硅光領域，光子芯片的集成度不斷提升，納米級的圖案轉移是關鍵環(huán)節(jié)，PL-SR 系列設備的出現(xiàn)為硅光芯片的研發(fā)和生產注入新動力。而在先進封裝領域，更高精度的互聯(lián)結構是提升芯片性能的重要途徑，該設備能夠滿足先進封裝工藝對納米級圖案的需求，促進先進封裝技術的發(fā)展。

此次璞璘科技首臺 PL-SR 系列噴墨步進式納米壓印設備的交付，其意義遠超單一設備的應用。它打破了海外在該領域的技術壟斷模式，為我國半導體裝備國產化進程增添了濃墨重彩的一筆。長期以來，我國在高端半導體裝備領域依賴進口，受制于人的情況較為突出，而該設備的成功交付，傳遞出國產技術在高端制造領域從 “跟跑” 向 “并跑” 甚至 “領跑” 邁進的強烈信號。

這不僅提升了我國在全球半導體產業(yè)鏈中的地位，還將帶動相關產業(yè)鏈的發(fā)展。設備的生產和應用需要上下游企業(yè)的協(xié)同配合，從材料供應到零部件制造，再到后期的維護和服務，都將因此獲得新的發(fā)展機遇，形成產業(yè)集群效應，進一步推動我國半導體產業(yè)的整體進步。

未來，隨著璞璘科技在該領域的持續(xù)深耕以及技術的不斷迭代升級，有望在更多半導體應用場景中實現(xiàn)突破，為我國半導體產業(yè)的自主可控貢獻更大力量，也讓世界看到中國在高端制造領域的創(chuàng)新實力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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