國內蘇大維格公佈最新 3D 直寫光刻技術：實現光刻膠 3D 形貌可控制備

阿新 • • 發佈：2020-10-12

10月12日訊息近期，國內蘇大維格廠商公佈了3D直寫光刻技術進展，在半導體、光電子、新材料創新方面更進一步。

光刻是當前半導體、平板顯示、MEMS、光電子等行業的關鍵工藝環節。光刻技術是指在短波長光照作用下，以光刻膠（光致抗蝕劑、photoresist）為介質，將微納圖形制備到基片上的技術。以半導體工藝為例，半導體器件由多種專用材料經過光刻、離子刻蝕、拋光等複雜微納加工流程而完成。光刻裝置是半導體工藝中最核心的裝備，在掩模版製備、晶片製造和封裝環節都使用了光刻技術。

▲光刻在半導體制程中的作用示意圖

獲悉，光刻技術型別分為直寫光刻和投影光刻兩個大類。其中直寫光刻是器件中微納結構源頭製備的關鍵環節，實現將計算機設計資料製備到特定基板上，形成高精度微納結構的圖形佈局。

直寫光刻的概念：直寫光刻系統在英文中被稱為 PatternGenerator，是微納圖形生成的手段，將計算機設計的 GDSII、DXF 等圖形檔案製作成實物版圖。

用傳統列印與影印的區別來打個比方：直寫光刻是列印，將計算機中的檔案打印出來。投影光刻是影印，實現器件製造的批量化。不過這個 “影印”過程需要多套圖形的對準影印，要求極高的對準精度、解析度和一致性。

光刻技術分類及作用

鐳射直寫和電子束直寫是產業中兩項主要的直寫技術。鐳射直寫可以滿足半導體 0.25 微米及以上節點掩模版製備，以及 0.25 微米以下部分掩模版製備。當前半導體掩模版總量的約 75% 由鐳射直寫裝置製備，其餘掩模版由電子束直寫裝置完成。平板顯示領域的大幅面掩模版，100% 由鐳射直寫裝置製備。

在投影光刻領域，半導體採用微縮投影光刻技術，代表性供應商是荷蘭 ASML；平板顯示採用大幅面投影光刻，代表性廠商是日本尼康。在諸多研發、MEMS、LED 等領域，掩模版接觸 / 接近式光刻依然廣泛使用。

光刻技術型別示意圖

先進鐳射直寫光刻技術

直寫光刻與投影光刻技術是當前產業中分工明確的兩類光刻技術，投影光刻具有更高的線寬解析度、精度和生產效率的特點。雖然直寫光刻還不能滿足器件大規模製造的需求，但在電路板行業，鐳射直寫替代傳統曝光機是明確的趨勢，實現無掩模光刻一直是產業追求的理想目標，可減少昂貴掩模版的支出，提升新品開發效率，滿足小批量多樣化生產需求。此外，直寫光刻由於其數字化的屬性，具有更高的靈活性和廣泛適應性。可開發創新的曝光方式，作為數字化微納加工的基礎性技術，從而有望成為半導體、光電子相關產業中工藝迭代升級、新產品創新的關鍵性技術。

在具有襯底翹曲、基片變形的光刻應用領域，直寫光刻的自適應調整能力，使之具有成品率高、一致性好的優點。如 FanOut、COF 等先進封裝模式的發展，封裝光刻技術需要具有更小的線寬、更大的幅面、更好的圖形對準套刻適應能力。

在微納光電子新興領域，ALoT 的發展需要大量光電感測器件的創新研發。3D 光刻與微納製造是光電子產品創新的基石性技術，具有眾多的產業應用價值，如 3D 感知、增強現實顯示、光感測器件（如 TOF）、超薄成像、立體顯示、新型光學膜等。微納光子器件逐步在智慧手機、增強現實 AR、車載領域應用。與積體電路圖形不同，微納光子感測器件要求更高的位置排列精度及縱向面型精度、結構形貌具有密集連續曲面形貌的特點。因此，新型 3D 直寫光刻技術，實現曝光寫入劑量與位置形貌精確匹配，是製備新型光電子感測器件級微納結構形貌的創新技術路徑。