ASML之表 ,另一种光刻机相识下:3D直写光刻

布景概想?

光刻的概想:光刻是当前半导体、平板显示、MEMS、光电子等行业的关键工艺环节。光刻技术是指在短波长光照作用下 ,以光刻胶(光致抗蚀剂、photoresist)为介质 ,将微纳图形造备到基片上的技术。以半导体工艺为例 ,半导体器件由多种专用资料经过光刻、离子刻蚀、抛光等复杂微纳加工流程而实现。光刻设备是半导体工艺中最主题的设备 , 在掩模版造备、芯片造作和封装环节都使用了光刻技术。

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光刻在半导体造程中的作用示意图

光刻技术类型分为直写光刻和投影光刻两个大类。其中直写光刻是器件中微纳结构源头造备的关键环节 ,实现将推算机设计数据造备到特定基板上 ,形成高精度微纳结构的图形布局。

直写光刻的概想:直写光刻系统在英文中被称为Pattern Generator ,是微纳图形天生的伎俩 ,将推算机设计的GDSII、DXF等图形文件造作成实物疆域。

用传统打印与复印的区别来打个譬喻:

·直写光刻是打印 ,将推算机中的文件打印出来。

· 投影光刻是复印 ,实显祺件造作的批量化。 不外这个“复印”过程必要多套图形的对准复印 ,要求极高的对准精度、分辨率和一致性。

光刻技术分类及作用

激光直写和电子束直写是产业中两项重要的直写技术。激光直写能够满足半导体0.25微米及以上节点掩模版造备 ,以及0.25微米以下部门掩模版造备。当前半导体掩模版总量的约75%由激光直写设备造备 ,其余掩模版由电子束直写设备实现。平板显示领域的大幅面掩模版 ,100%由激光直写设备造备。

在投影光刻领域 ,半导体选取微缩投影光刻技术 ,代表性供给商是荷兰ASML;平板显示选取大幅面投影光刻 ,代表性厂商是日本尼康。在诸多研发、MEMS、LED等领域 ,掩模版接触/靠近式光刻依然宽泛使用。

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光刻技术类型示意图

先进激光直写光刻技术

直写光刻与投影光刻技术是当前产业中分工明确的两类光刻技术 ,投影光刻拥有更高的线宽分辨率、精度和出产效能的特点。固然直写光刻还不能满足器件大规模造作的需要 ,但在电路板行业 ,激光直写代替传统曝光机是明确的趋向 ,实现无掩模光刻一向是产业钻营的梦想指标 ,可削减昂贵掩模版的支出 ,提升新品开发效能 ,满足幼批量多样化出产需要。此表 ,直写光刻由于其数字化的属性 ,拥有更高的矫捷性和宽泛适应性?煽⒋葱碌钠毓夥绞 ,作为数字化微纳加工的基础性技术 ,从而有望成为半导体、光电子有关产业中工艺迭代升级、新产品创新的关键性技术。

在拥有衬底翘曲、基片变形的光刻利用领域 ,直写光刻的自适应调整能力 ,使之拥有制品率高、一致性好的利益。如FanOut、COF等先进封装模式的发展 ,封装光刻技术必要拥有更幼的线宽、更大的幅面、更好的图形对准套刻适应能力。

在微纳光电子新兴领域 ,ALoT的发展必要大量光电传感器件的创新研发。3D光刻与微纳造作是光电子产品创新的基石性技术 ,拥有多多的产业利用价值 ,如3D感知、加强现实显示、光传感器件(如TOF)、超薄成像、立体显示、新型光学膜等。微纳光子器件逐步在智能手机、加强现实AR、车载领域利用。与集成电路图形分歧 ,微纳光子传感器件要求更高的地位分列精度及纵向面型精度、结构描摹拥有密集陆续曲面描摹的特点。因而 ,新型3D直写光刻技术 ,实显熵光写入剂量与地位描摹精确匹配 ,是造备新型光电子传感器件级微纳结构描摹的创新技术蹊径。

3D直写光刻技术进展

CA88通过产学研合作 ,一向致力于推动3D直写光刻技术开发与利用 ,解决了多项行业挑战:

1

大面积微纳结构描摹的数字设计 ,海量数据处置与先进算法 ,可达百Tb量级数据量

2

海量数据数据压缩传输、高速度光电转换技术

3

数字光场形成三维描摹的曝光模式与机理 ,3D邻近效应校对技术

4

微纳结构描摹精确光刻工艺和运行模式

5

大型活动平台与光机系统的造作工艺、纳米精度节造技术

当前已经获得了3D光刻工艺突破 ,实现了光刻胶3D描摹可节造备。SEM了局举例如下:

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芯片光掩模

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超薄菲涅尔成像透镜

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微透镜阵列

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涡旋结构

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ToF匀光器件

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结构光DOE

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电子纸微杯

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减阻结构

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微流控

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MEMS

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微棱锥

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立体成像结构

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