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高端半導(dǎo)體光掩膜版量產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)

光掩膜版(又稱(chēng)光罩，掩膜版，英文 Photo-mask )是芯片制作中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)圖形轉(zhuǎn)移的載體，是決定其微細(xì)結(jié)構(gòu)和線(xiàn)寬精度的核心材料和工具。目前中國(guó)半導(dǎo)體掩膜版的國(guó)產(chǎn)化率10%左右，90%需要進(jìn)口，高端掩膜版國(guó)產(chǎn)化率3%，miniLED和microLED產(chǎn)業(yè)升級(jí)也需要更多高端掩膜版。隨著中國(guó)市場(chǎng)需求的持續(xù)提升，掩膜版產(chǎn)能?chē)?yán)重不足。并且中國(guó)半導(dǎo)體掩膜版的產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術(shù)滯后，核心技術(shù)和裝備基本讓國(guó)外公司壟斷，特別是在設(shè)備、材料領(lǐng)域眾多技術(shù)處于“卡脖子”狀態(tài)，例如掩膜版制造的核心裝備光刻機(jī)、檢測(cè)機(jī)、測(cè)量機(jī)、修復(fù)機(jī)和貼膜機(jī)等都依賴(lài)進(jìn)口，嚴(yán)重制約中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。華中科技大學(xué)徐智謀教授團(tuán)隊(duì)致力于全套高端半導(dǎo)體光掩膜版的關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)與量產(chǎn)，為“卡脖子”技術(shù)研究而努力。具有建立180 nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體掩膜版量產(chǎn)線(xiàn)相關(guān)核心技術(shù)；具備130 nm至28 nm半導(dǎo)體掩膜版研發(fā)、設(shè)計(jì)及驗(yàn)證能力。主要研究成果如下： 1）工藝突破團(tuán)隊(duì)掌握了掩膜版MEMS微納加工量產(chǎn)核心技術(shù)，如電子束光刻、激光光刻和納米壓印光刻等MEMS微納加工工藝的各類(lèi)技術(shù)參數(shù)的搭配和優(yōu)化，以及大數(shù)據(jù)量軟件快速處理、補(bǔ)償?shù)取? 2）裝備國(guó)產(chǎn)化 A. 超高精度二維測(cè)量裝備尺寸測(cè)量是驗(yàn)證掩膜版技術(shù)指標(biāo)的核心，主要包括關(guān)鍵尺寸測(cè)量(CD)和長(zhǎng)尺寸測(cè)量(TP)。團(tuán)隊(duì)已掌握掩膜版的關(guān)鍵測(cè)量技術(shù)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，具有整套設(shè)備的整機(jī)制造能力。 TP測(cè)量是掩膜版制作的核心指標(biāo)，直接影響到客戶(hù)的套合精度，該測(cè)量設(shè)備一直由國(guó)外極少數(shù)廠商壟斷，且價(jià)格昂貴，一般在1000萬(wàn)美元以上，高端限制對(duì)中國(guó)出口。團(tuán)隊(duì)目前正在攻克該項(xiàng)技術(shù)，已取得階段性成果。 B. 缺陷修復(fù)裝備掩膜版修補(bǔ)技術(shù)是提升良品率的關(guān)鍵手段，該技術(shù)一直為國(guó)外壟斷。團(tuán)隊(duì)已熟練掌握UV、DUV激光化學(xué)沉積技術(shù)及皮秒飛秒激光金屬處理技術(shù)，具備整機(jī)制造能力，可降低設(shè)備采購(gòu)成本70%以上。 C. Pellicle自動(dòng)貼膜裝備隨著產(chǎn)品精度的提升和應(yīng)用領(lǐng)域的高端化，掩膜版貼膜是個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在IC制造領(lǐng)域100%掩膜版需貼Pellicle，在IC封裝領(lǐng)域90%以上需貼膜，在LED領(lǐng)域80%以上需貼膜。該貼膜設(shè)備一直國(guó)外公司壟斷，國(guó)內(nèi)廠家沒(méi)有提供，國(guó)外采購(gòu)全自動(dòng)貼膜設(shè)備需100萬(wàn)美元左右。團(tuán)隊(duì)具備研發(fā)制造該設(shè)備的能力，貼膜精度±0.1mm,且有設(shè)備正式在產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)營(yíng)，制造成本可節(jié)約90%以上。 3）廠房建設(shè)關(guān)鍵技術(shù) 團(tuán)隊(duì)對(duì)MEMS及其掩膜工廠工藝設(shè)備廠務(wù)設(shè)計(jì)有豐富經(jīng)驗(yàn)，掌握高等級(jí)防微震廠房結(jié)構(gòu)和設(shè)備平臺(tái)的設(shè)計(jì)施工，可達(dá)到VC-D級(jí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足納米級(jí)生產(chǎn)技術(shù)要求。【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】（1）掌握了高性?xún)r(jià)比掩膜版量產(chǎn)的關(guān)鍵核心技術(shù)，包括部分裝備的國(guó)產(chǎn)化，解決“卡脖子”技術(shù)難題，量產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)成本節(jié)約30%以上；（2）具備28 nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)掩膜版設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)能力和驗(yàn)證平臺(tái)，驗(yàn)證周期可縮短3倍；（3）擁有一支20多年以上掩膜版量產(chǎn)、研發(fā)和銷(xiāo)售經(jīng)驗(yàn)的隊(duì)伍，成熟的企業(yè)管理經(jīng)驗(yàn)，保證企業(yè)穩(wěn)步成長(zhǎng)，確保投資風(fēng)險(xiǎn)可控。【合作方式】股權(quán)投資合作共建或政府孵化+中試線(xiàn)。

華中科技大學(xué) 2023-03-29

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