فناوری نانوچاپ کانن؛ رقیب جدی برای لیتوگرافی فرابنفش ASML

کانن، شرکت ژاپنی سازنده دوربین‌های دیجیتال و دستگاه‌های چاپگر، در حال حاضر یک چالش جدید را برای ASML، شرکت هلندی پیشرو در زمینه ساخت تجهیزات لیتوگرافی برای تولید تراشه‌های الکترونیکی، ایجاد کرده است. کانن اخیراً یک دستگاه جدید به نام FPA-5510iZ2 را معرفی کرده است که از یک فناوری به نام Nanoimprint Lithography (NIL) یا لیتوگرافی نانوچاپ استفاده می‌کند. این فناوری قادر است الگوهای روی یک قالب را با فشار و حرارت بر روی یک ویفر سیلیکونی منتقل کند و به این ترتیب تراشه‌های با پهنای خط 7 نانومتر یا کمتر را بسازد.

سال‌هاست که شرکت ASML به عنوان یکه‌تاز حوزه فناوری ساخت تجهیزات تولید تراشه فعالیت نموده و به دلیل اهمیت صنعت استراتژیکی که در دست دارد، بیشتر شرکت‌های بزرگ حوزه الکترونیک و تراشه در تولید محصولات، با آن شریک شده‌اند. این شرکت در حال حاضر بهترین پیشنهاد خود برای تولید انبوه تراشه‌های نانومتری را به صورت فناوری لیتوگرافی بر پایه امواج EUV عرضه می‌کند ولی ظاهراً شرکت ژاپنی CANON قصد دارد، به نحوی جدی وارد مبارزه با آن شود.

فناوری تولید تراشه نانوچاپ (NIL) شرکت کانن

فناوری جدید شرکت کانن که از آن با عنوان NIL یا نانوچاپ یاد می‌شود می‌تواند با فناوری Extreme Ultraviolet Lithography (EUVL) یا لیتوگرافی فرابنفش که توسط ASML به بازار عرضه شده، رقابت کند. EUVL از نور فرابنفش با طول موج 13.5 نانومتر برای حک کردن الگوهای ساخت ترانزیستور روی یک ویفر سیلیکون استفاده می‌کند.

این فناوری نسبت به روش‌های قبلی مانند Deep Ultraviolet Lithography (DUVL) یا لیتوگرافی فرابنفش عمیق که از نور فرابنفش با طول موج 193 نانومتر استفاده می‌کردند، دقیق تر و سریع تر است. EUVL قادر است تولید تراشه‌های با پهنای خط 5 نانومتر و حتی کوچکتر را امکان‌پذیر کند.

مزایای روش تولید تراشه نانوچاپ بر EUV

اما NIL دارای برخی مزیت‌های قابل توجه نسبت به EUVL است که شاید شروع عصری تازه در حوزه تراشه باشد. به صورت خلاصه NIL نیاز به یک منبع تابشی قوی و پیچیده ندارد که در EUVL به کار می‌رود. این منبع نور با استفاده از یک لیزر در ابعاد چند کیلو وات، یک جام پلاسمایی را تحریک می‌کند که اشعه فرابنفش را تولید می‌کند. این فرآیند نیاز به یک سیستم خنک‌کننده و یک سیستم مکش دارد که هزینه و پیچیدگی آن را افزایش می‌دهد.

همچنین NIL نیاز به یک لایه حساس به نور بر روی ویفر ندارد که در EUVL به عنوان یک ماده Photoresist استفاده می‌شود. این لایه با نور فرابنفش تغییر شکل می‌دهد و الگوهای روی ویفر را تعیین می‌کند. اما این لایه همچنین باعث افت کیفیت و کاهش عمر ویفر نیز می‌شود. در مقابل در فناوری  NIL هیچ کدام از این محدودیت‌ها وجود نداشته و می‌توان با دقت بالاتر و با هزینه کمتر تراشه‌های پیشرفته‌تری را تولید کرد.

با این حال، NIL هم دارای چالش‌های خود است. یکی از چالش‌های اصلی NIL ساخت قالب‌های با کیفیت بالا است که بتوانند الگوهای دقیق و پیچیده را بر روی ویفر منتقل کنند. این قالب ها باید دارای سطح صاف و بدون خط و خش باشند و بتوانند در برابر فشار و حرارت مقاوم باشند. کانن برای حل این چالش از یک فناوری به نام Multi Beam Mask Writer (MBMW) یا نویسنده قالب چند پرتو استفاده می‌کند. این فناوری قادر است با استفاده از ۲۵۶ پرتو الکترون، الگوهای روی قالب را با سرعت و دقت بالا حک کند.

کانن امیدوار است که با استفاده از NIL بتواند در بازار تولید تراشه‌های پیشرفته حضور قدرتمندی داشته باشد. این شرکت قصد دارد تا سال ۲۰۲۴، ۱۰۰ دستگاه FPA-5510iZ2 را به فروش برساند. از سوی دیگر شرکت هلندی  ASML نیز در حال بهبود EUVL است و قصد دارد تا سال ۲۰۲۵، تولید تراشه‌های با فناوری 3 نانومتر را ممکن کند.

شاید انتظار زیادی نباشد که تا یک سال آینده خبری را از سوی رسانه‌های مختلف بخوانیم که بگوید، این دو شرکت در حال رقابت سخت برای جذب مشتریان بزرگ مانند Intel، Samsung، TSMC و Apple هستند؛ شرکت‌هایی که هر ساله به دنبال ساخت تراشه‌های قدرتمندتر و کم مصرف‌تر برای محصولات جدید و بروز خود هستند.