半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)裝備材料是牽動行業(yè)壯大發(fā)展的關(guān)鍵，尤其高端光刻機(jī)更是“工業(yè)皇冠冠上的明珠”。在國家02專項多年支持下，國內(nèi)在長春國科精密與中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所兩方聯(lián)合研發(fā)，經(jīng)歷近九年，目前90 nm國產(chǎn)高端光刻機(jī)已經(jīng)順利驗收交付。這也為國內(nèi)集成電路半導(dǎo)體裝備行業(yè)跨出關(guān)鍵性的一大步。
90 nm光刻機(jī)通過驗收測試
中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會副理事長、中科院微電子所所長葉甜春25日在IC China高峰論壇上表示，發(fā)展裝備是為了壯大本土供應(yīng)鏈支撐半導(dǎo)體制造行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)裝備在薄膜、濺鍍、刻蝕工藝領(lǐng)域都已經(jīng)取得突破進(jìn)展，但目前最前端的光刻機(jī)仍是最困難的一個環(huán)節(jié)。
他指出，中國首套光刻機(jī)曝光系統(tǒng)研發(fā)，可以說是目前是全世界難度最高的超精度技術(shù)，尤其在超精密光學(xué)領(lǐng)域, 需要關(guān)鍵技術(shù)自主研發(fā)。而當(dāng)前中國已經(jīng)在此領(lǐng)域取得初步的突破。
據(jù)悉，長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室負(fù)責(zé)物鏡系統(tǒng)；照明系統(tǒng)由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，兩個團(tuán)隊所共同負(fù)責(zé)的國產(chǎn)光刻機(jī)已于2017年7月首次曝光成功，2017年10月曝光光學(xué)系統(tǒng)在整機(jī)環(huán)境下已通過驗收測試。
長春國科精密光學(xué)技術(shù)有限公司、科技部原副部長、02專項光刻機(jī)工程指揮部組長曹健林在分享專項進(jìn)展時表示，目前90納米檢測已經(jīng)達(dá)到要求，希望未來五年內(nèi)應(yīng)可順利驗收完成。
2007年正式啟動90 nm節(jié)點曝光光學(xué)系統(tǒng)立項，2009年項目獲批，國產(chǎn)光刻機(jī)物鏡系統(tǒng)由長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所、應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室負(fù)責(zé)；照明系統(tǒng)由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所，兩個團(tuán)隊所共同負(fù)責(zé)，專項一期項目投入近6億元。專項目標(biāo)是建立物鏡超精密光學(xué)研發(fā)團(tuán)隊與平臺，并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化滿足IC生產(chǎn)線的批量生產(chǎn)要求。
曹健林稱，光刻機(jī)的研發(fā)過程嚴(yán)格按照里程碑節(jié)點進(jìn)行控制與設(shè)計，并建立綜合設(shè)計、加工、鍍膜、裝配、測試、裝調(diào)全工藝過程的像質(zhì)預(yù)測模型。2015年7月已經(jīng)完成裝配，其后展開物鏡測試臺的精度提升工作；2016年9月物鏡系統(tǒng)已經(jīng)交付，整個大硅片都已經(jīng)進(jìn)行分布式測量；2017年7月首次曝光成功；2017年10月曝光光學(xué)系統(tǒng)在整機(jī)環(huán)境下通過驗收測試。
攻克“皇冠上明珠”朝28 nm邁進(jìn)
曹健林進(jìn)一步說，應(yīng)該說國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)鍵材料與裝備才剛剛起步，希望未來光刻機(jī)自主研發(fā)能攻克難關(guān)拿下這顆 “工業(yè)皇冠上的明珠”。他稱，接下來項目還將繼續(xù)推進(jìn)攻克28 nm研發(fā)，規(guī)劃兩年后拿出工程樣品，目前EUV的原理系統(tǒng)也已經(jīng)“走通了”，預(yù)計明年主攻EUV 53波長機(jī)臺。
清華大學(xué)微電子研究所所長魏少軍則也分析表示，過去十年，中國保持比國際同行更高的發(fā)展速度，而且穩(wěn)步提升發(fā)展質(zhì)量，這才是關(guān)鍵。
隨著02專項的支持，國內(nèi)重大裝備于2016年國產(chǎn)裝備銷售已達(dá)32億元人民幣。 他也提個醒，盡管不可否認(rèn)中國半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展取得矚目，但在肯定自身進(jìn)步的同時，也要看見自己仍存在的差距。他舉例，以當(dāng)前集成電路每年約進(jìn)口兩千億元來細(xì)看，其中主要以微處理器、存儲器就約占了1500億，這兩個部分也恰恰是中國目前自身還做不到的。
隨著02專項的支持，有些重大裝備已經(jīng)取得突破。但他指出當(dāng)前面對中國集成電路發(fā)展，應(yīng)該“正確理解中國集成電路產(chǎn)業(yè)存在差距”。
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