Stärkung des Massenproduktionssystems für Nanoimprint-Vorlagen für Halbleiter der nächsten Generation

Die Nachfrage nach NAND-Flash-Speichern ist in den letzten Jahren rasant gestiegen. Dieser Speicher mit seiner dreidimensionalen Struktur, bei der die Speicherzellen vertikal angeordnet sind, dürfte aufgrund seiner Fähigkeit, die Datenkapazität drastisch zu erhöhen, einen deutlichen Nachfrageanstieg in Smartphones und Rechenzentren erfahren. Prognosen zufolge werden die Auslieferungen von NAND-Flash-Speichern im Jahr 2018 voraussichtlich die 50-Milliarden-Dollar-Marke erreichen, gegenüber knapp 30 Milliarden US-Dollar im Jahr 2015. Mehr als 70 % davon entfallen auf die dreidimensionale Struktur ^*. Allerdings stoßen Halbleiterfertigungsmethoden mit konventioneller Fotolithografie bei der komplexen 3D-Struktur an ihre Grenzen, und steigende Fertigungskosten, beispielsweise für Produktionsanlagen, stellen ein Problem dar.

Um dieses Problem zu lösen, können NIL-Fertigungsverfahren Schaltungsmuster direkt von einer Vorlage übertragen und replizieren. Dadurch entfällt der Bedarf an teurer optischer Ausrüstung, und die Fertigung kann mit vergleichsweise kostengünstiger Belichtungstechnik erfolgen. Da sich der Fertigungsprozess vereinfachen lässt, gewinnt NIL zudem als innovative Halbleiterfertigungstechnologie an Bedeutung, die die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Fotolithografieverfahren um etwa ein Drittel senken kann.

DNP entwickelt seit 2003 Schablonen, die für das NIL-Verfahren unerlässlich sind. Seit 2009 arbeitet das Unternehmen mit Toshiba und Canon an der Weiterentwicklung des NIL-Verfahrens und hat bisher 7 Milliarden Yen investiert. 2015 wurde ein Massenproduktionssystem für Schablonen mit einer Leiterbahnbreite von 20 nm eingerichtet. DNP hat außerdem erfolgreich Masterschablonen entwickelt, die als Originale für NIL im 10-nm-Bereich für Halbleiter der nächsten Generation dienen, sowie Replikaschablonen, die von den Masterschablonen repliziert werden.

Weltweit rüsten Halbleiterhersteller ihre Produktionsanlagen auf und etablieren NIL-basierte Fertigungstechnologien, um die Herstellungskosten von 3D-NAND-Flash-Speichern zu senken und der fortschreitenden Miniaturisierung gerecht zu werden. Um diesen Trends zu entsprechen, investiert auch DNP 4 Milliarden Yen in den Ausbau seiner Anlagen. Dazu gehören hochauflösende und schnelle Elektronenstrahllithografie (Mehrstrahllithografie) sowie zugehörige Prozessanlagen wie Trockenätzanlagen. DNP errichtet ein Massenproduktionssystem, das die steigende Nachfrage nach NIL-Schablonen bedienen kann.

Durch die Stärkung seiner Entwicklungs- und Produktionssysteme, um auf die weitere Miniaturisierung und Kostensenkung von Halbleitern in Zukunft reagieren zu können, strebt DNP im Jahr 2019 einen Umsatz von rund 10 Milliarden Yen mit NIL-Schablonen an.