• 2017年集团最佳创新奖(银奖):

    云顶集团微电子微纳结构掩模制造核心技术取得突破

  • 发稿时间:2017-03-06   来源:云顶集团微电子   【字体:

微纳制造是新一代信息功能器件的核心技术,在国家中长期科技发展规划纲要(2006-2020)中,被确定为重点领域的优先主题,是引领未来社会发展的22项前沿技术之一。微纳掩模制造是集成电路产业链中重要的高技术环节,是微纳制造的模具和基准,广泛应用于集成电路、科学研究、军事国防等方面,掩模制造的水平直接影响信息产品的质量,国内掩模制造的自主性、独立性直接影响我国信息安全。无锡云顶集团微电子有限公司掩模工厂历经六年的攻关,在高精度微纳结构掩模制造核心技术的研究方面形成重大突破,增强公司对外竞争能力,为推动我国掩模行业的发展做出重要贡献,为掩模行业制定了行业主要标准。

 

该技术研发的主要创新点在于:

1、深化产学研合作,打破外企垄断壁垒

目前微纳掩模的制造主要被国外企业垄断,而国内的中芯光掩摸厂主要为其内部晶圆加工线配套,无锡云顶集团微电子有限公司掩模工厂(以下简称“云顶集团掩模”)就成为国内唯一有能力对外提供微纳掩模制造服务的专业工厂。“十二五”期间,公司将研发微纳掩摸制造工艺技术作为重点研发项目,通过和中科院微电子所合作攻关,掩模制造核心技术获得重大突破。

另外,具有自主知识产权的掩模制造技术,对于国家信息安全至关重要。从国家安全的战略考虑,涉密的专用集成电路和特别项目类芯片,如果由国外公司制作掩模,势必存在很大的泄密风险。云顶集团掩模具有长期从事集成电路掩模制造的技术和实践经验积累,有信心掌握高端掩模制造的关键技术,打破国外企业对微纳掩模制造的垄断,建设成为专业化的国有掩模制造生产基地,为晶圆加工和芯片设计业服务,为民族微电子的发展和振兴作出贡献。

2、解决邻近效应,提高分辨率

在电子束曝光中,电子散射引起邻近效应;光学曝光中,光的衍射引起邻近效应,使得难以实现纳米分辨率。该问题用OPC技术进行解决,通常采用对图形的几何形状进行修正,通过数据处理软件和工艺的匹配试验,建立邻近效应修正模型,消除其影响,提升分辨率。

                           

3、实现高效率&高分辨率制造

高分辨率带来的精细化加工,使得掩模制造的时间延长,作为生产制造型企业,效率提升变得尤为重要。云顶集团掩模通过对不同束斑、束流、曝光剂量、曝光模式的试验,找出了既满足高分辨率同时高效率的一种曝光模式,实现了微纳掩模制造产业化。

4、移相掩模技术

随着微纳掩模图形的最小特征尺寸设计的不断减小,为了提高与改善图形的光刻分辨率,需在掩模上采用移相掩模技术。开展移相掩模应用研究,通过透明区的光波与通过相邻透明区但具有180°相位差的光波之间的干涉作用,减弱或抵消图形边界处的光衍射效应,从而使图形边界对比度得到提高的技术。经该技术手段处理后的曝光数据能够改进分辨率与聚焦深度,弥补光刻工艺中分辨率不足的问题。

5、自主研发单道工艺

2008年以来,云顶集团掩模承担了多个工信部研发基金项目,分别是《8英寸晶圆线精密掩模制造技术研究》、《精密掩模检测技术产业化应用》、《掩模微纳清洗技术研发及应用》、《微纳掩模干法刻蚀技术研发及产业化应用》、《微纳掩模离子修复技术研发及产业化应用》。国家资助资金共4950万元,自筹资金超一亿元。通过自主研发各道工序工艺技术,实现自主可控的微纳掩模制造加工平台,申报发明专利4项,实用新型专利3项。

微纳结构掩模制造核心技术的研发,发展了具有自主知识产权的微纳结构关键技术,获得多项创新成果,提高了我国微纳加工技术水平,拓宽了其应用领域。包括完善的光学掩模及纳米器件微光刻复杂图形数据处理和数据格式体系、基于氮化硅镂空掩模的纳米电极制备技术和氧化硅填充-回刻技术、亚分辨率图形辅助的双槽暗场交替型移相掩模技术等。培养一批微纳加工和集成应用人才。此技术的研发提高了我司掩模制造能力与水平,促进了微纳掩模的进步与发展,对国内掩模行业的发展有着积极、重要的意义。

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