【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?！崩钸M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?！崩钸M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，極其復雜。”

　　有多復雜？

　　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，任務重，我們常常為了實現(xiàn)一個指標，反復驗證計算?！崩钸M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?！崩钸M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）