上海芯東來半導(dǎo)體科技有限公司作為國內(nèi)專注于成熟制程光刻設(shè)備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化的高新技術(shù)企業(yè),憑借對光刻技術(shù)的深度解析與 20 余年工程化積淀,構(gòu)建了從設(shè)備整機(jī)研發(fā)、關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化到二手設(shè)備翻新改造的全鏈條技術(shù)能力。公司以 "光刻機(jī)國產(chǎn)化" 為核心使命,瞄準(zhǔn)國際在成熟制程市場的交期與成本壟斷,為功率半導(dǎo)體、MEMS、先進(jìn)封裝等戰(zhàn)略新興領(lǐng)域提供高性價比、快速交付的國產(chǎn)光刻解決方案,成為推動中國半導(dǎo)體裝備自主可控進(jìn)程的重要力量。
一、核心產(chǎn)品矩陣:覆蓋成熟制程全場景需求
芯東來形成了 "自研新機(jī) + 改造升級 + 技術(shù)服務(wù)" 三位一體的業(yè)務(wù)體系,其中自研量產(chǎn)型光刻設(shè)備是公司技術(shù)實力的核心體現(xiàn)。
1. STi-301 I 線投影步進(jìn)式光刻機(jī)(核心旗艦產(chǎn)品)
作為款實現(xiàn)商業(yè)化交付的民營 I 線光刻機(jī),STi-301 采用 365nm 波長光源,最小線寬可達(dá) 300nm,支持 6 英寸、8 英寸及 12 英寸全尺寸晶圓加工,兼容硅、碳化硅 (SiC)、氮化鎵 (GaN)、藍(lán)寶石等多種襯底材料。設(shè)備采用模塊化架構(gòu)設(shè)計,集成了自研的精密對準(zhǔn)系統(tǒng)、高速步進(jìn)平臺和智能曝光控制單元,套刻精度達(dá)到 ±0.3μm,產(chǎn)能每小時可達(dá) 80 片,關(guān)鍵性能指標(biāo)已達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。
與進(jìn)口設(shè)備相比,STi-301 最大的優(yōu)勢在于交付周期大幅縮短至 12 個月以內(nèi),而國際同類產(chǎn)品的交付周期通常長達(dá) 24-36 個月。這一突破直接解決了國內(nèi)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)過程中 "等設(shè)備" 的痛點,為企業(yè)搶占市場先機(jī)創(chuàng)造了關(guān)鍵時間窗口。目前,STi-301 已成功發(fā)貨并進(jìn)入客戶驗證階段,標(biāo)志著國產(chǎn)民營 I 線光刻機(jī)正式邁向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
2. 二手光刻設(shè)備翻新與升級服務(wù)
在自研新機(jī)的同時,芯東來依托資深技術(shù)團(tuán)隊,提供 Nikon、Canon、ASML 等主流品牌二手光刻機(jī)的整機(jī)翻新、性能升級和本地化維保服務(wù)。公司可將老舊的 g 線、i 線光刻機(jī)升級至當(dāng)前主流工藝水平,使其能夠滿足功率半導(dǎo)體、MEMS 等領(lǐng)域的生產(chǎn)需求,設(shè)備性能恢復(fù)率可達(dá) 95% 以上,成本僅為新機(jī)的 30%-50%。這一業(yè)務(wù)不僅為客戶提供了高性價比的設(shè)備選擇,也為自研新機(jī)積累了寶貴的工程化經(jīng)驗和客戶資源。
3. 關(guān)鍵零部件與定制化解決方案
芯東來掌握了光刻機(jī)核心子系統(tǒng)的設(shè)計與制造技術(shù),可提供物鏡系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、精密運(yùn)動平臺、對準(zhǔn)傳感器等關(guān)鍵零部件的國產(chǎn)化替代和定制開發(fā)服務(wù)。同時,公司能夠根據(jù)客戶的特殊工藝需求,對光刻機(jī)進(jìn)行針對性改造,如針對厚膠光刻、深硅刻蝕、晶圓級封裝等工藝的專用設(shè)備定制。
二、核心技術(shù)優(yōu)勢:構(gòu)建差異化競爭壁壘
1. 系統(tǒng)化模塊化設(shè)計技術(shù)
芯東來采用的系統(tǒng)化模塊化設(shè)計理念,將光刻機(jī)分解為照明、投影、工件臺、對準(zhǔn)、控制等多個獨(dú)立子系統(tǒng),每個子系統(tǒng)都有標(biāo)準(zhǔn)化的接口和性能指標(biāo)。這種設(shè)計不僅大幅降低了研發(fā)難度和成本,還提高了設(shè)備的可維護(hù)性和可升級性,能夠根據(jù)不同客戶的需求快速組合出個性化的解決方案。
2. 精密裝調(diào)與對準(zhǔn)技術(shù)
光刻機(jī)的性能在很大程度上取決于精密裝調(diào)與對準(zhǔn)精度。芯東來團(tuán)隊擁有 20 多年的光刻機(jī)裝調(diào)經(jīng)驗,掌握了納米級精度的裝調(diào)工藝和自主知識產(chǎn)權(quán)的對準(zhǔn)算法。公司自研的雙對準(zhǔn)標(biāo)記識別系統(tǒng),能夠在各種復(fù)雜襯底上實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的對準(zhǔn),對準(zhǔn)精度和穩(wěn)定性水平。
3. 全流程工程化能力
與單純的技術(shù)研發(fā)企業(yè)不同,芯東來具備從概念設(shè)計、原型機(jī)開發(fā)、中試生產(chǎn)到批量交付的全流程工程化能力。公司建立了符合 ISO9001 國際標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量管理體系,擁有生產(chǎn)、檢測和可靠性測試平臺,能夠確保每一臺交付的設(shè)備都具有穩(wěn)定可靠的性能。
三、應(yīng)用領(lǐng)域:賦能半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)
成熟制程光刻設(shè)備雖然在精度上不及先進(jìn)制程,但在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著極其重要的地位,其市場規(guī)模占整個光刻設(shè)備市場的 40% 以上,且在 14nm 以下先進(jìn)制程中應(yīng)用占比超過 50%。芯東來的產(chǎn)品和技術(shù)廣泛應(yīng)用于以下核心領(lǐng)域:
1. 功率半導(dǎo)體
功率半導(dǎo)體是新能源汽車、光伏、風(fēng)電、工業(yè)控制等領(lǐng)域的核心器件,而碳化硅 (SiC)、氮化鎵 (GaN) 等第三代半導(dǎo)體功率器件的制造高度依賴 I 線光刻技術(shù)。芯東來的 STi-301 光刻機(jī)針對第三代半導(dǎo)體材料的特性進(jìn)行了專門優(yōu)化,能夠滿足高電壓、大電流功率器件的工藝需求,助力國內(nèi)功率半導(dǎo)體企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)能擴(kuò)張和技術(shù)升級。
2. MEMS 與傳感器
MEMS (微機(jī)電系統(tǒng)) 和傳感器是物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎(chǔ)元件,其制造工藝對光刻設(shè)備的均勻性、重復(fù)性和可靠性要求。芯東來的設(shè)備能夠適配 MEMS 工藝中的深硅刻蝕、薄膜沉積、鍵合等關(guān)鍵環(huán)節(jié),為國內(nèi) MEMS 企業(yè)提供穩(wěn)定可靠的光刻解決方案。
3. 先進(jìn)封裝
隨著半導(dǎo)體工藝向 3D 異構(gòu)集成方向發(fā)展,先進(jìn)封裝技術(shù)的重要性日益凸顯。晶圓級封裝 (WLP)、扇出型封裝 (Fan-Out)、2.5D/3D 封裝等先進(jìn)封裝工藝都需要大量的光刻設(shè)備來制作再布線層 (RDL)、硅通孔 (TSV) 引導(dǎo)孔等結(jié)構(gòu)。芯東來的光刻機(jī)具備大尺寸晶圓處理能力和高生產(chǎn)效率,能夠滿足先進(jìn)封裝產(chǎn)業(yè)對設(shè)備的需求。
4. 化合物半導(dǎo)體
磷化銦 (InP)、砷化鎵 (GaAs) 等化合物半導(dǎo)體是制造 5G/6G 射頻器件、光電子器件的核心材料。這些材料的制造工藝與傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體有很大不同,對光刻設(shè)備的波長、對準(zhǔn)精度和工藝兼容性有特殊要求。芯東來的設(shè)備針對化合物半導(dǎo)體工藝進(jìn)行了專門優(yōu)化,能夠為射頻和光電子器件制造提供有力支持。
四、精密熱控:光刻設(shè)備性能提升的核心支撐與未來合作展望
在光刻設(shè)備的眾多子系統(tǒng)中,熱控系統(tǒng)是決定設(shè)備性能和工藝穩(wěn)定性的核心因素之一。隨著光刻精度的不斷提高和晶圓尺寸的不斷增大,對熱控系統(tǒng)的要求也越來越嚴(yán)苛。
在 I 線光刻工藝中,光刻膠的固化過程對溫度極其敏感。基板表面哪怕只有 0.5℃的溫差,也會導(dǎo)致光刻膠固化程度不一致,進(jìn)而影響圖形分辨率和邊緣粗糙度。同時,晶圓在曝光過程中會吸收光能產(chǎn)生熱量,如果不能及時均勻地散出,會導(dǎo)致晶圓產(chǎn)生熱變形,嚴(yán)重影響套刻精度。此外,光刻機(jī)內(nèi)部的精密光學(xué)元件和運(yùn)動部件也需要在恒定的溫度環(huán)境下工作,溫度波動會導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)焦距變化和運(yùn)動平臺定位誤差。
芯東來在光刻機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)過程中,對熱控系統(tǒng)有著嚴(yán)苛需求:
晶圓加熱臺:需要對 6-12 英寸晶圓進(jìn)行均勻加熱,全域溫差控制在 ±0.5℃以內(nèi),滿足光刻膠烘烤、顯影等工藝要求
光學(xué)元件溫控:需要對物鏡、反射鏡等精密光學(xué)元件進(jìn)行精確溫度控制,防止熱變形影響成像質(zhì)量
腔體恒溫系統(tǒng):需要保持光刻機(jī)內(nèi)部腔體溫度恒定,波動范圍不超過 ±0.1℃
工件臺加熱:需要對晶圓吸盤進(jìn)行均勻加熱,補(bǔ)償晶圓翹曲帶來的誤差
管路防冷凝加熱:需要對氣體管路、液體管路進(jìn)行加熱,防止工藝氣體冷凝
精密熱控解決方案提供商坂口電熱 (SAKAGUCHI),憑借超過百年的技術(shù)積淀,其產(chǎn)品能夠適配芯東來光刻機(jī)產(chǎn)線的各類嚴(yán)苛熱控需求。坂口電熱擁有以下顯著技術(shù)優(yōu)勢:
1. 高精度大面積均勻加熱技術(shù)
坂口電熱的大面積多區(qū)域獨(dú)立控溫加熱板,可對 12 英寸晶圓進(jìn)行分區(qū)精確加熱,全域溫差控制在 ±0.5℃以內(nèi),部分型號甚至可達(dá) ±0.3℃,能夠有效解決大尺寸晶圓的溫度均勻性問題。加熱板采用先進(jìn)的陶瓷燒結(jié)工藝,熱響應(yīng)速度快,溫度控制精度可達(dá) ±0.1℃,光刻工藝對溫度控制的要求。
2. 超薄柔性加熱技術(shù)
坂口電熱的超薄柔性聚酰亞胺加熱膜,厚度僅 0.1mm,可貼合于工件臺、吸盤和光學(xué)元件表面,實現(xiàn)精準(zhǔn)的局部溫度控制,有效抵消熱變形帶來的誤差。硅橡膠加熱器則厚度僅 0.2mm,可靈活貼合于各種復(fù)雜曲面,適用于管路防冷凝和腔體恒溫系統(tǒng)。
3. 遠(yuǎn)紅外穿透式加熱技術(shù)
針對厚膠光刻工藝,坂口電熱的遠(yuǎn)紅外穿透式加熱技術(shù)利用遠(yuǎn)紅外線的穿透特性,能夠?qū)崿F(xiàn)光刻膠從內(nèi)到外的均勻固化,避免出現(xiàn) "表干里不干" 的現(xiàn)象,大幅提升圖形質(zhì)量和邊緣清晰度。這一技術(shù)特別適合 MEMS 和功率半導(dǎo)體工藝中常用的厚膠光刻環(huán)節(jié)。
4. 定制化解決方案能力
坂口電熱能夠根據(jù)不同設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和工藝要求,設(shè)計專屬的加熱元件和溫控系統(tǒng)。從加熱元件的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計到溫控算法的開發(fā),坂口電熱都能提供一站式解決方案,幫助設(shè)備制造商縮短研發(fā)周期,提升產(chǎn)品性能。
為更好地服務(wù)中國市場,坂口電熱授權(quán)深圳電商商業(yè)股份有限公司作為其在華核心代理商,負(fù)責(zé)全系列加熱產(chǎn)品的市場推廣、技術(shù)支持與供應(yīng)鏈保障。深圳電商依托本地化服務(wù)體系和專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊,能夠為國內(nèi)裝備制造企業(yè)提供快速響應(yīng)的技術(shù)咨詢、樣品測試和現(xiàn)貨交付服務(wù)。
未來,隨著芯東來半導(dǎo)體光刻機(jī)產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大和技術(shù)水平的持續(xù)提升,雙方在精密熱控領(lǐng)域有著廣闊的合作空間。坂口電熱的先進(jìn)熱控技術(shù)與深圳電商的本地化服務(wù)相結(jié)合,將為芯東來半導(dǎo)體提供穩(wěn)定可靠的熱控解決方案,助力國產(chǎn)光刻設(shè)備性能不斷提升,共同推動中國半導(dǎo)體裝備產(chǎn)業(yè)的自主可控和高質(zhì)量發(fā)展。