【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，整條產線映入眼簾，一臺臺設備完成裝配調試后，輸送至各集成電路先進產線，參與“中國芯”制造。

　　這是什么高精尖設備？

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

　　“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，離子注入機就是執行這一摻雜工藝的芯片制造設備。”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方位停車。技術總師彭立波連忙補充：“這‘家伙’專業性強、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“基礎套餐”。

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

　　“時間緊，任務重，我們常常為了實現一個指標，反復驗證計算。”李進說，前前后后對整個溫控流程進行數十次仿真驗證，最終實現了在目標溫度下，設備仍能對晶圓均勻吸附，且能夠保障高效穩定的傳輸目標，這項技術已在集成電路產線上得到成功驗證。

　　設備有了，如何讓它真正運轉起來？

　　這就要說到當前芯片應用領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點。

　　“28納米是注入工序中需求最多及生命周期最長的節點，對注入角度、注入劑量精度有嚴格要求。注入期間，設備軟硬件要緊密配合，需根據不同注入區域實時對注入劑量進行調整，稍有偏頗，良率將達不到產線要求。”李進說。

　　可喜的是，科研團隊已連續突破光路、控制、軟件等關鍵模塊的核心技術，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品格局，并實現28納米工藝全覆蓋，保障了“中國芯”的生產制造！

　　《光明日報》（2024年01月26日 01版）