【曬曬咱的國之重器41】

　　光明日報(bào)記者 崔興毅

　　穿過制造中心入口的風(fēng)淋系統(tǒng)，整條產(chǎn)線映入眼簾，一臺(tái)臺(tái)設(shè)備完成裝配調(diào)試后，輸送至各集成電路先進(jìn)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(jìn)指著生產(chǎn)線說，這是我們自主研制的國產(chǎn)離子注入機(jī)，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(dǎo)體材料中，離子注入機(jī)就是執(zhí)行這一摻雜工藝的芯片制造設(shè)備?！崩钸M(jìn)解釋。

　　“它的工作原理是通過電磁場控制高速運(yùn)動(dòng)的離子，按照工藝要求的角度及深度以精準(zhǔn)完成注入?！崩钸M(jìn)說，這個(gè)難度，不亞于以飛機(jī)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(bǔ)充：“這‘家伙’專業(yè)性強(qiáng)、涉及學(xué)科多、精密化程度高，極其復(fù)雜?！?/p>

　　有多復(fù)雜？

　　2.5萬個(gè)零部件要7×24小時(shí)密切配合，讓束流時(shí)刻保持著特定的高能量，精準(zhǔn)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(jī)工程化的“基礎(chǔ)套餐”。

　　集成電路產(chǎn)線上要比實(shí)驗(yàn)室的情況復(fù)雜得多，要實(shí)現(xiàn)極端嚴(yán)苛的要求，科研團(tuán)隊(duì)只能一個(gè)關(guān)卡接一個(gè)關(guān)卡地闖，其中有一項(xiàng)是實(shí)現(xiàn)高溫注入——這是集成電路領(lǐng)域的先進(jìn)工藝之一，需要連續(xù)突破關(guān)鍵部件研制及注入工藝達(dá)標(biāo)兩項(xiàng)難關(guān)，此前在國內(nèi)無成功研制先例，是半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的典型難題。

　　“時(shí)間緊，任務(wù)重，我們常常為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)指標(biāo)，反復(fù)驗(yàn)證計(jì)算。”李進(jìn)說，前前后后對整個(gè)溫控流程進(jìn)行數(shù)十次仿真驗(yàn)證，最終實(shí)現(xiàn)了在目標(biāo)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(biāo)，這項(xiàng)技術(shù)已在集成電路產(chǎn)線上得到成功驗(yàn)證。

　　設(shè)備有了，如何讓它真正運(yùn)轉(zhuǎn)起來？

　　這就要說到當(dāng)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(jī)必須打通的工藝節(jié)點(diǎn)。

　　“28納米是注入工序中需求最多及生命周期最長的節(jié)點(diǎn)，對注入角度、注入劑量精度有嚴(yán)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(shí)對注入劑量進(jìn)行調(diào)整，稍有偏頗，良率將達(dá)不到產(chǎn)線要求。”李進(jìn)說。

　　可喜的是，科研團(tuán)隊(duì)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(dǎo)體等全系列離子注入機(jī)產(chǎn)品格局，并實(shí)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(bào)》（2024年01月26日 01版）