Canon Inc. gab am 13. Januar bekannt, dass es das erste Unternehmen der Welt ist, das die tintenstrahlbasierte adaptive Planarisierungstechnologie für die Halbleiterfertigung entwickelt und praktisch umgesetzt hat. Der Durchbruch, der auf Canons Expertise in der Nanoimprint-Lithografie aufbaut, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Waferverarbeitung dar, der die Herstellung fortschrittlicher Chips revolutionieren könnte. Der japanische Imaging-Riese plant die Kommerzialisierung von Geräten mit dieser Technologie bis 2027.
Die neue Technologie, genannt tintenstrahlbasierte adaptive Planarisierung oder IAP, adressiert eine der kritischsten Herausforderungen in der Halbleiterfertigung. Da Chips zunehmend miniaturisiert und dreidimensional werden, können selbst geringfügige Oberflächenunregelmäßigkeiten auf Wafern Dimensionsfehler und Musterfehlausrichtungen verursachen, die die Produktionsausbeute erheblich beeinträchtigen. Traditionelle Planarisierungsmethoden haben Schwierigkeiten, mit den Anforderungen modernster Chipdesigns Schritt zu halten.
Canons IAP-System funktioniert, indem ein Tintenstrahl lichthärtendes Material präzise abgestimmt auf die Waferoberflächen aufträgt, entsprechend der darunterliegenden Topografie. Eine flache Glasplatte wird dann auf den Wafer gepresst, wodurch eine hochpräzise Nivellierung über die gesamte 300-Millimeter-Durchmesser-Oberfläche in einem einzigen Stempelvorgang erreicht wird. Dieser Ansatz reduziert topografische Unregelmäßigkeiten auf fünf Nanometer oder weniger, unabhängig von Variationen im Schaltungsdesign oder der Musterdichte.
Die Technologie baut auf Canons Arbeit in der Nanoimprint-Lithografie auf, einer Alternative zur extrem ultravioletten Lithografie, die als potenziell kostengünstigere Methode zur Herstellung fortschrittlicher Halbleiter Aufmerksamkeit erregt hat. Durch die Anpassung wichtiger Elemente des Nanoimprintverfahrens für die Planarisierung hat Canon einen Prozess entwickelt, der auch bei hohen Aspektverhältnissen eine ausgezeichnete Spaltfüllung bietet und konsistente Ergebnisse unabhängig von Strukturgröße oder Musterdichte liefert.
Canon und seine Tochtergesellschaft Canon Nanotechnologies werden ihre IAP-Forschung auf der SPIE Advanced Lithography and Patterning Konferenz präsentieren, die für den 25. Februar im San Jose Convention Center geplant ist. Die Präsentation wird detaillierte technische Spezifikationen und erste Leistungsergebnisse enthalten, die die Fähigkeiten der Technologie für die Herstellung von Logik- und Speicherbauelementen demonstrieren.
Die Ankündigung kommt zu einem Zeitpunkt, an dem die Halbleiterindustrie unter zunehmendem Druck steht, neue Fertigungstechniken für Chips der nächsten Generation zu entwickeln. Während das niederländische Unternehmen ASML den Markt für Geräte zur extrem ultravioletten Lithografie dominiert, bieten Alternativen wie Canons Nanoimprint und nun die IAP-Technologie potenzielle Wege für Chiphersteller, die Kosten senken oder spezifische Fertigungsziele erreichen wollen.
Branchenanalysten bemerken, dass Planarisierung ein unverzichtbarer, aber oft übersehener Schritt in der Chipfertigung ist. Da während der Herstellung mehrere Schichten von Filmen und Verdrahtung aufgebaut werden, wird die Aufrechterhaltung flacher Oberflächen zunehmend herausfordernd. Canons Fähigkeit, eine Ebenheit von unter fünf Nanometern in einem einzigen Prozess zu erreichen, könnte mehrere Schritte aus den aktuellen Fertigungsabläufen eliminieren und potenziell sowohl Zeit als auch Kosten für Halbleiterproduzenten weltweit reduzieren.
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