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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(又稱光罩，掩膜版，英文 Photo-mask )是芯片制作中實現(xiàn)設(shè)計圖形轉(zhuǎn)移的載體，是決定其微細結(jié)構(gòu)和線寬精度的核心材料和工具。目前中國半導(dǎo)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(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、檢測機、測量機、修復(fù)機和貼膜機等都依賴進口，嚴重制約中國半導(dǎo)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(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)點半導(dǎo)體掩膜版量產(chǎn)線相關(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(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(shù)指標的核心，主要包括關(guān)鍵尺寸測量(CD)和長尺寸測量(TP)。團隊已掌握掩膜版的關(guān)鍵測量技術(shù)，達到國內(nèi)先進水平，具有整套設(shè)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(shè)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(shù)，已取得階段性成果。 B. 缺陷修復(fù)裝備掩膜版修補技術(shù)是提升良品率的關(guān)鍵手段，該技術(shù)一直為國外壟斷。團隊已熟練掌握UV、DUV激光化學沉積技術(shù)及皮秒飛秒激光金屬處理技術(shù)，具備整機制造能力，可降低設(shè)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(yīng)用領(lǐng)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(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)備一直國外公司壟斷，國內(nèi)廠家沒有提供，國外采購全自動貼膜設(shè)備需100萬美元左右。團隊具備研發(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)線運營，制造成本可節(jié)約90%以上。 3）廠房建設(shè)關(guān)鍵技術(shù) 團隊對MEMS及其掩膜工廠工藝設(shè)備廠務(wù)設(shè)計有豐富經(jīng)驗，掌握高等級防微震廠房結(jié)構(gòu)和設(shè)備平臺的設(shè)計施工，可達到VC-D級技術(shù)標準，滿足納米級生產(chǎn)技術(shù)要求。【技術(shù)優(yōu)勢】（1）掌握了高性價比掩膜版量產(chǎn)的關(guān)鍵核心技術(shù)，包括部分裝備的國產(chǎn)化，解決“卡脖子”技術(shù)難題，量產(chǎn)線建設(shè)成本節(jié)約30%以上；（2）具備28 nm及以下技術(shù)節(jié)點掩膜版設(shè)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(quán)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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