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高端半導體光掩膜版量產(chǎn)關鍵技術

光掩膜版(又稱光罩，掩膜版，英文 Photo-mask )是芯片制作中實現(xiàn)設計圖形轉(zhuǎn)移的載體，是決定其微細結構和線寬精度的核心材料和工具。目前中國半導體掩膜版的國產(chǎn)化率10%左右，90%需要進口，高端掩膜版國產(chǎn)化率3%，miniLED和microLED產(chǎn)業(yè)升級也需要更多高端掩膜版。隨著中國市場需求的持續(xù)提升，掩膜版產(chǎn)能嚴重不足。并且中國半導體掩膜版的產(chǎn)業(yè)起步較晚，技術滯后，核心技術和裝備基本讓國外公司壟斷，特別是在設備、材料領域眾多技術處于“卡脖子”狀態(tài)，例如掩膜版制造的核心裝備光刻機、檢測機、測量機、修復機和貼膜機等都依賴進口，嚴重制約中國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。華中科技大學徐智謀教授團隊致力于全套高端半導體光掩膜版的關鍵核心技術研發(fā)與量產(chǎn)，為“卡脖子”技術研究而努力。具有建立180 nm技術節(jié)點半導體掩膜版量產(chǎn)線相關核心技術；具備130 nm至28 nm半導體掩膜版研發(fā)、設計及驗證能力。主要研究成果如下： 1）工藝突破團隊掌握了掩膜版MEMS微納加工量產(chǎn)核心技術，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技術參數(shù)的搭配和優(yōu)化，以及大數(shù)據(jù)量軟件快速處理、補償?shù)取? 2）裝備國產(chǎn)化 A. 超高精度二維測量裝備尺寸測量是驗證掩膜版技術指標的核心，主要包括關鍵尺寸測量(CD)和長尺寸測量(TP)。團隊已掌握掩膜版的關鍵測量技術，達到國內(nèi)先進水平，具有整套設備的整機制造能力。 TP測量是掩膜版制作的核心指標，直接影響到客戶的套合精度，該測量設備一直由國外極少數(shù)廠商壟斷，且價格昂貴，一般在1000萬美元以上，高端限制對中國出口。團隊目前正在攻克該項技術，已取得階段性成果。 B. 缺陷修復裝備掩膜版修補技術是提升良品率的關鍵手段，該技術一直為國外壟斷。團隊已熟練掌握UV、DUV激光化學沉積技術及皮秒飛秒激光金屬處理技術，具備整機制造能力，可降低設備采購成本70%以上。 C. Pellicle自動貼膜裝備隨著產(chǎn)品精度的提升和應用領域的高端化，掩膜版貼膜是個不可缺少的重要環(huán)節(jié)。在IC制造領域100%掩膜版需貼Pellicle，在IC封裝領域90%以上需貼膜，在LED領域80%以上需貼膜。該貼膜設備一直國外公司壟斷，國內(nèi)廠家沒有提供，國外采購全自動貼膜設備需100萬美元左右。團隊具備研發(fā)制造該設備的能力，貼膜精度±0.1mm,且有設備正式在產(chǎn)線運營，制造成本可節(jié)約90%以上。 3）廠房建設關鍵技術團隊對MEMS及其掩膜工廠工藝設備廠務設計有豐富經(jīng)驗，掌握高等級防微震廠房結構和設備平臺的設計施工，可達到VC-D級技術標準，滿足納米級生產(chǎn)技術要求。【技術優(yōu)勢】（1）掌握了高性價比掩膜版量產(chǎn)的關鍵核心技術，包括部分裝備的國產(chǎn)化，解決“卡脖子”技術難題，量產(chǎn)線建設成本節(jié)約30%以上；（2）具備28 nm及以下技術節(jié)點掩膜版設計開發(fā)能力和驗證平臺，驗證周期可縮短3倍；（3）擁有一支20多年以上掩膜版量產(chǎn)、研發(fā)和銷售經(jīng)驗的隊伍，成熟的企業(yè)管理經(jīng)驗，保證企業(yè)穩(wěn)步成長，確保投資風險可控。【合作方式】股權投資合作共建或政府孵化+中試線。

華中科技大學 2023-03-29

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