（□ 周瑩 連科）在一片只有300毫米的單晶硅晶圓上“造房子”是一種什么樣的挑戰？是一場大國材料研發和產業化水平的較量。昨日，筆者在邃鑄科技獲悉，該企業實現了聚酰亞胺光刻膠技術的國產化，更為難得的是企業95%的原料來自國內，實現了企業研發、生產加工等環節的自主可控。市科技局相關負責人介紹，邃鑄科技憑該項技術在今年舉行的“創業江蘇”科技創業大賽獲得了“優秀企業”稱號，彰顯了港城半導體制造關鍵材料的出色表現。
光刻機和光刻膠是生產芯片的關鍵設備和關鍵材料。當設計師將芯片的電路設計圖設計好后，光刻機和光刻膠相互配合，通過光照和化學反應，將這個電路圖案轉移到單晶硅晶圓上。簡單地說光刻膠就像我們蓋房子時用的水泥。在芯片生產的過程中，光刻膠被涂覆在硅片表面，光刻機用光將掩膜上設計師預先制作好的芯片工藝圖“雕刻”在光刻膠上，使其從一個平面變為一張同掩膜上的圖案一致的立體“建筑”，為未來放置各個元器件留下位置。
聽起來是不是很簡單？但實際上要生產這樣的光刻膠難度可不小。因為其是與芯片的元器件“貼”在一起，其質量直接決定了芯片的性能，從而影響使用芯片的智能手機、汽車、電腦、平板的能耗和功能。
全球三分之一的光刻膠銷往我國，然而因為技術壁壘高，我國的光刻膠長期由日本等國家新材料企業供給，影響了我國的芯片自主可控能力。為此，邃鑄科技啟動了我國聚酰亞胺光刻膠研發、生產。
生產市場需求的光刻膠首先需要解決材料的問題。別看光刻膠主要是由成膜樹脂、溶劑、光引發劑、添加助劑幾個基本原材料構成的，但是要找到適合的材料組合并不容易。這需要研發人員嘗試成千上萬種不同的材料組合，才能找到合適的配方。這也需要大量的資金投入和持續不斷的技術攻關。“因為國內缺乏配套的原材料供應商，很多關鍵原材料仍然需要依賴進口，這進一步增加了成本。”邃鑄科技技術負責人金佳科介紹，光刻膠的研發還高度依賴于晶圓廠的配合，需要不斷地進行測試和驗證。這無疑增加了研發成本和時間。
邃鑄科技通過與南京大學產學研合作，在聚酰亞胺基體材料結構中引入短程剛性結構+短程柔性結構互相配合反應，使其與光敏劑、其他添加劑等產生一定的分子間作用力，此穩定結構在非曝光區域充當交聯劑，使基體聚酰亞胺結構穩定成膜，不易被顯影液清洗掉；而部分區域經過曝光以后，光敏劑分解，形成酸成分，促進聚酰亞胺前體溶解，使得曝光區域被快速顯影液清洗掉，使用曝光/非曝光區形成大的溶解性差異。
聽起來是不是有點抽象？其實可以這樣來理解：光刻膠作為保護層，在光刻過程中，光刻膠可以起到保護硅片表面的作用。光刻膠在曝光后會經過顯影工藝，需要通過顯隱液的溶解使其未暴露在光下的部分去除，形成所需要的工藝圖案。然而在這個過程中，科研人員要確保應該去除的光刻膠部分精準去除，應該保留的精準保留。“我們研發人員通過實驗數據得到光刻膠各種材料的精準配比。”該企業研發總監陳慧介紹，并解決了基體材料過于柔軟、塌陷、抑制微觀毛刺等問題。更重要的是該結構在成膜后，有效地保持聚酰亞胺材料原有的優良機械性能。
與此同時，該企業還同上游的化工新材料企業密切合作，實現了上游材料的過程化。目前，邃鑄科技經過下游封裝企業試用，已經達到國際一線企業產品指標，實現高絕緣性、膜不易變形、膜厚度可調節，穩定成膜圖形化，實現了聚酰亞胺光刻膠國產化。目前，該項目已經進入到設備調試，今年年底有望正式投產。
總值班: 吳弋 編輯: 賈元元
來源: 連云港發布
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