【曬曬咱的國之重器41】

　　光明日報記者 崔興毅

　　穿過制造中心入口的風淋系統(tǒng)，整條產(chǎn)線映入眼簾，一臺臺設(shè)備完成裝配調(diào)試后，輸送至各集成電路先進產(chǎn)線，參與“中國芯”制造。

　　這是什么高精尖設(shè)備？

　　“它們可是‘中國芯’制造的關(guān)鍵一環(huán)！”中國電科下屬電科裝備北京爍科中科信公司黨支部書記、總經(jīng)理李進指著生產(chǎn)線說，這是我們自主研制的國產(chǎn)離子注入機，是集成電路領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備。

　　“在芯片制造過程中，需要摻入不同種類的元素，按預(yù)定方式改變材料的電性能。這些元素以帶電離子的形式被加速至預(yù)定能量并注入至特定半導體材料中，離子注入機就是執(zhí)行這一摻雜工藝的芯片制造設(shè)備。”李進解釋。

　　“它的工作原理是通過電磁場控制高速運動的離子，按照工藝要求的角度及深度以精準完成注入。”李進說，這個難度，不亞于以飛機飛行的速度完成一次側(cè)方位停車。技術(shù)總師彭立波連忙補充：“這‘家伙’專業(yè)性強、涉及學科多、精密化程度高，極其復(fù)雜。”

　　有多復(fù)雜？

　　2.5萬個零部件要7×24小時密切配合，讓束流時刻保持著特定的高能量，精準地注入硅片的指定區(qū)域，不能有一絲卡頓……而這些，還只是離子注入機工程化的“基礎(chǔ)套餐”。

　　集成電路產(chǎn)線上要比實驗室的情況復(fù)雜得多，要實現(xiàn)極端嚴苛的要求，科研團隊只能一個關(guān)卡接一個關(guān)卡地闖，其中有一項是實現(xiàn)高溫注入——這是集成電路領(lǐng)域的先進工藝之一，需要連續(xù)突破關(guān)鍵部件研制及注入工藝達標兩項難關(guān)，此前在國內(nèi)無成功研制先例，是半導體制造領(lǐng)域的典型難題。

　　“時間緊，任務(wù)重，我們常常為了實現(xiàn)一個指標，反復(fù)驗證計算。”李進說，前前后后對整個溫控流程進行數(shù)十次仿真驗證，最終實現(xiàn)了在目標溫度下，設(shè)備仍能對晶圓均勻吸附，且能夠保障高效穩(wěn)定的傳輸目標，這項技術(shù)已在集成電路產(chǎn)線上得到成功驗證。

　　設(shè)備有了，如何讓它真正運轉(zhuǎn)起來？

　　這就要說到當前芯片應(yīng)用領(lǐng)域中覆蓋面最廣的制程——28納米，這也是離子注入機必須打通的工藝節(jié)點。

　　“28納米是注入工序中需求最多及生命周期最長的節(jié)點，對注入角度、注入劑量精度有嚴格要求。注入期間，設(shè)備軟硬件要緊密配合，需根據(jù)不同注入?yún)^(qū)域?qū)崟r對注入劑量進行調(diào)整，稍有偏頗，良率將達不到產(chǎn)線要求。”李進說。

　　可喜的是，科研團隊已連續(xù)突破光路、控制、軟件等關(guān)鍵模塊的核心技術(shù)，形成中束流、大束流、高能及第三代半導體等全系列離子注入機產(chǎn)品格局，并實現(xiàn)28納米工藝全覆蓋，保障了“中國芯”的生產(chǎn)制造！

　　《光明日報》（2024年01月26日 01版）