【產(chǎn)通社，11月16日】中國(guó)制造如何走向中國(guó)創(chuàng)新？45nm及更小技術(shù)節(jié)點(diǎn)的芯片制造工藝又有了哪些新的突破？材料和設(shè)備等核心元素該扮演怎樣的角色？在11月5日于北京舉辦的2010北京微電子國(guó)際研討會(huì)上，來(lái)自清華、中科院等高校研究所的專(zhuān)家、學(xué)者以及來(lái)自SMIC等領(lǐng)先公司的技術(shù)專(zhuān)家，就這些問(wèn)題與聽(tīng)眾進(jìn)行了互動(dòng)。
半導(dǎo)體制造要走向“多、快、好、省”
“批處理更多的芯片、更快的運(yùn)行速度、更好的芯片性能，以實(shí)現(xiàn)芯片價(jià)格更加便宜，這是未來(lái)半導(dǎo)體制造的發(fā)展方向，即多、快、好、省�！敝锌圃何㈦娮铀冗M(jìn)IC工藝研發(fā)中心首席科學(xué)家朱慧瓏教授在主題演講時(shí)說(shuō)，“中國(guó)IC需求量大，但是自給量小，這兩者之間的矛盾和落差是中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的機(jī)會(huì)，同時(shí)也是責(zé)任。研究要面向制造，尤其是大規(guī)模低成本的制造。”
中國(guó)芯片制造技術(shù)發(fā)展經(jīng)常為人詬病的一點(diǎn)是自主創(chuàng)新。朱慧瓏教授認(rèn)為，創(chuàng)新有一個(gè)很重要的特點(diǎn)就是短期內(nèi)不易見(jiàn)效，因此需要有一套自激勵(lì)的機(jī)制來(lái)把創(chuàng)新成果推向市場(chǎng)。
仿造能力、創(chuàng)造能力與批判能力的同步增長(zhǎng)是維持創(chuàng)新的必要條件。合法的仿造可博采百家之長(zhǎng)，提高創(chuàng)造的必要起點(diǎn)，但不能滿(mǎn)足于此。要發(fā)揚(yáng)中國(guó)人適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，培養(yǎng)在創(chuàng)造態(tài)與執(zhí)行態(tài)之間的高效轉(zhuǎn)換。
45nm及更小節(jié)點(diǎn)技術(shù)之熱點(diǎn)與看點(diǎn)
當(dāng)芯片制造在摩爾定律的指引下邁入45nm節(jié)點(diǎn)后，眾多已有的成熟技術(shù)似乎有“廉頗老矣”的疲態(tài)，于是，眾多業(yè)界近年來(lái)的熱點(diǎn)技術(shù)，如高k金屬柵、低k介質(zhì)材料、應(yīng)變硅等，在45nm及更小節(jié)點(diǎn)的制造中登上了舞臺(tái)。
“由于眾所周知的RC延遲及晶體管性能提升等原因，對(duì)于低k介質(zhì)材料的要求正在與日俱增。在材料中生成多孔是降低k值的方法之一，也是目前比較常見(jiàn)的辦法。但伴隨著多孔材料的問(wèn)題也很多，主要是材料的機(jī)械強(qiáng)度、可靠性以及等離子體損傷�！盜BM資深科學(xué)家林慶煌博士說(shuō)，“我們現(xiàn)在也采取了很多的解決方案，比如說(shuō)結(jié)合C這樣的抗損傷更強(qiáng)的元素，改進(jìn)UV熱修復(fù)技術(shù)，減小孔的大小并改善孔的尺寸分布等。在技術(shù)路線圖上也可以看到，air gap也已經(jīng)出現(xiàn)，它也是未來(lái)極具希望的互連技術(shù)�！�
應(yīng)用材料中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)趙甘鳴博士也為大家介紹了32nm及更小節(jié)點(diǎn)的低k材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。他同時(shí)結(jié)合互連部分的集成制程，闡述了低k材料及其它薄膜在先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的難點(diǎn)與解決方案。
刻的“漂亮”也許是形容刻蝕工藝最通俗的說(shuō)法，但其中包含的意思有很多，比如說(shuō)形貌好、干凈無(wú)殘留。更小技術(shù)節(jié)點(diǎn)就意味著尺寸更小更精細(xì)，如何能繼續(xù)刻蝕出漂亮的晶體管是刻蝕工藝的追求。
“對(duì)于前道來(lái)講，F(xiàn)inFET結(jié)構(gòu)要求最小的LWR/LER和極低的Si晶體損傷，contact部分則要面臨CD均勻性、殘留和新器件結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，后道部分則是要減小低k材料損傷、降低trench的粗糙度和保持深度的均勻性�！睎|電電子的市場(chǎng)產(chǎn)品經(jīng)理八田浩（Koichi Yatsuda）說(shuō)，“對(duì)于刻蝕設(shè)備來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵在于控制腔體的核心工藝參數(shù)，如source frequency、bias frequency等。未來(lái)很有潛力的技術(shù)是self-limiting化學(xué)干法刻蝕，它將具有精確的刻蝕量控制，不會(huì)帶來(lái)硅晶體損傷。”
前沿技術(shù)與大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)
大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)顧名思義，就是將傳統(tǒng)芯片制造延伸至相關(guān)的光伏、LED等領(lǐng)域，這也是產(chǎn)業(yè)最熱門(mén)的話題。
Praxair的技術(shù)總監(jiān)黃丕成博士為與會(huì)者介紹了半導(dǎo)體及太陽(yáng)能硅產(chǎn)業(yè)的機(jī)遇及挑戰(zhàn)，重點(diǎn)探討了硅片技術(shù)在半導(dǎo)體及光伏中的差異，以及未來(lái)如何進(jìn)一步改進(jìn)硅片技術(shù)以滿(mǎn)足轉(zhuǎn)換效率的提升。KLA-Tencor的技術(shù)總監(jiān)任建宇博士則從檢測(cè)角度闡述了在線檢測(cè)對(duì)于早期問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的重要性。“在線檢測(cè)不同于SEM、TEM等檢測(cè)手段，它無(wú)需破壞硅片，但是卻能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尤其是早期問(wèn)題的解決對(duì)于隨后的工藝和良率等大有裨益。”任建宇博士說(shuō)，“半導(dǎo)體芯片的檢測(cè)及其精密，加大檢測(cè)的精度自不必說(shuō)，LED和太陽(yáng)能硅片的檢測(cè)也能幫助制造者減少缺陷，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的較高良率。”
雖然32nm采用浸入式光刻技術(shù)已成定局，但是走向更小節(jié)點(diǎn)時(shí)，EUV仍是業(yè)者關(guān)注的焦點(diǎn)。Cymer東南亞區(qū)光刻應(yīng)用總監(jiān)林思閩博士認(rèn)為，光源是光刻機(jī)上最重要的組成部分之一，光源的能量、穩(wěn)定性、壽命等在某種程度上影響著光刻技術(shù)的發(fā)展，光源的質(zhì)量更是舉足輕重的。HP已選擇EUV做為<20nm的光刻技術(shù)，NAND存儲(chǔ)器制造商也會(huì)在2013年率先采用EUV技術(shù)。EUV必須能夠做到較高的產(chǎn)能，才能實(shí)現(xiàn)其技術(shù)的優(yōu)越性。
IMEC中國(guó)的技術(shù)經(jīng)理干輝則介紹了較為前沿的3D IC。他認(rèn)為，低功耗、低成本、高性能、新應(yīng)用是3D IC的主要驅(qū)動(dòng)力，而3D TSV又是實(shí)現(xiàn)多層堆疊的核心技術(shù)。IMEC目前的3D IC技術(shù)可實(shí)現(xiàn)Cu Nail 5μm，via/trench的深寬比達(dá)到1:5和1:10。未來(lái)仍會(huì)集中研發(fā)3D TSV以及硅片減薄和超薄硅片的處理等領(lǐng)域。
