返回第421章 追光设备国產化试產节点  重回1990:我的科技强国路首页

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梁志远在合城二期厂房的洁净通道尽头站了整整四十分钟,看著第三代刻蚀设备的反应腔在等离子体辉光中完成第十二片晶圆的刻蚀工序。他手里拿著的那份试產流程追踪表,每一个工艺步骤的完成时间都用蓝色原子笔標註在格子里——蓝色是他刻意选的,因为红色代表问题,蓝色代表进度。十二个格子里已经填满了八个,剩下四个分別对应薄膜沉积、离子注入、金属互连和最终检测。

这是追光四期產线上第一批全部使用国產替代零部件的十二英寸晶圆。从气体纯化系统的在线精密过滤器,到薄膜沉积设备的国產真空计,再到刚刚完成陶瓷封装运放替换的零点漂移闭环验证——每一个环节的设备和零部件供应商名录都被梁志远用不同顏色的標籤標註在產线流程图上。绿色標籤代表国產供应商已通过验收,黄色代表国產替代方案已完成验证但尚未大规模量產,红色標籤只剩下三个:光刻胶、离子注入机离子源灯丝和金属互连工序的化学机械拋光液。

“第四道工序完成,薄膜沉积厚度偏差正负零点三纳米,在工艺窗口內。”丁勇的声音从对讲机里传来,背景里能听到薄膜沉积设备控制面板的按键音。国產真空计在陶瓷封装替换后的稳定性数据已经连续运行了八天,零点漂移在前十五分钟的波动被压到了进口型號的同等水平。丁勇在昨天提交的国產真空计最终验收报告上写了一句评价:“所有技术指標达到进口替换標准,封装应力问题已关闭。”

梁志远在对讲机里確认了薄膜沉积的结果,然后在试產流程追踪表的第九个格子里画了一个圈。他画圈而不是打勾,是因为薄膜沉积之后还有一道最关键的工序——离子注入。这道工序使用的离子注入机是国內供应商替换进口型號的核心设备,也是追光五期投资方案中老韩力主从北洲进口改为国內採购的那一款。追光四期现有產线上的这台国產离子注入机已经並行验证了六个月,累计处理晶圆超过三千片,性能数据与进口型號的差距从一年前的百分之十五缩小到了百分之五以內。但今天是它第一次在全部国產化替代的晶圆上执行注入工序——没有进口设备的备份兜底,没有北洲供应商的技术支持热线隨时待命,只有国內供应商派驻合城的两名驻厂工程师和追光设备工程团队自己的工艺参数调试记录。

“离子注入工序准备就绪,注入剂量和能量参数已按天权4號工艺设计套件预设。”国產离子注入机的驻厂工程师姓郭,三十岁出头,是这家国內半导体设备厂商培养的第一代工艺应用工程师。他把注入参数的最终確认清单递给梁志远,清单上的每一项参数后面都附著了这台设备在过去六个月里同类注入的工艺稳定性数据——標准偏差、片內均匀性和片间重复性三项指標全部用控制图的形式標註了上下限。

梁志远逐项签了字,然后问了一个问题:“如果注入剂量偏差超出工艺窗口,最可能的根因是什么?”

“离子源灯丝。”郭工没有迴避这个风险,“我们这台设备的离子源灯丝目前用的还是进口型號。国內替代灯丝已经在供应商的实验室里完成了三千小时的寿命测试,但还没在追光四期的產线上做过实际工况验证。进口灯丝的稳定性经过全球產线的验证,国產灯丝还差这最后一公里。今天这批晶圆用的是进口灯丝,所以风险可控。但下一批如果换国產灯丝,需要单独做一次注入剂量均匀性的专项验证。”

梁志远在笔记本上记了一笔:“国產离子源灯丝——注入剂量均匀性验证——排期。”这笔记录会进入產业链高风险项台帐,编號排在光刻胶和拋光液之间。他抬头看了一眼离子注入机的控制面板,注入腔体內的晶圆正在高真空环境中接受掺杂剂的轰击,整个过程不到三分钟,但这三分钟决定的是晶片的电性能参数能不能达到设计规格。

注入工序完成后,晶圆被自动传输到金属互连工序的缓衝区。这道工序使用的化学机械拋光液是追光四期目前仍在依赖进口的三种核心耗材之一,另外两种是光刻胶和离子注入机离子源灯丝。国產拋光液的替代方案已经在崑崙基金二期的一个课题中立项,由国內一所化工大学的课题组与追光设备工程团队联合研发,目前进展到中试放大阶段,预计三个月內能在追光四期的產线上做首次小批量验证。但这批试產晶圆用的还是进口拋光液——不是国產方案不够快,而是金属互连工序的工艺窗口太窄,任何耗材的替换都需要至少三个月的並行验证周期。

“金属互连工序完成,片內电阻均匀性偏差正负百分之一点二,符合规格。”追光四期的工艺主管在对讲机里报出了最后一个工序节点的数据。晶圆隨后进入在线检测自动化站台,光学检测模块的缺陷识別算法在零点三秒內完成了整片晶圆的表面扫描,电子束检测模块在精度偏差零点三纳米內定位了三个疑似缺陷点,自动分拣模块將三个疑似点的位置坐標和显微图像上传到天枢os產线管理系统,等待人工復检。

梁志远走到在线检测站台的显示屏前,调出三个疑似缺陷点的显微图像。第一个是金属互连线上的一处微小凹陷,尺寸在工艺容忍范围內;第二个是层间介质层的一处厚度不均,偏差量在规格上限的边缘;第三个是离子注入区域的一处掺杂浓度异常——这一个需要復检。他让丁勇把这片晶圆从自动分拣的待覆检区取出来,送到追光设备工程团队的失效分析实验室做进一步的扫描电镜成像和电性测试。

“前两个问题可以放行,第三个等復检结果。”梁志远在试產流程追踪表上写下最终检测环节的备註,然后抬头看了一眼洁净通道尽头的时钟。从第一批晶圆进入刻蚀工序到现在,正好过去了四小时零五分钟。国產替代设备的全线贯通速度比预计快了二十分钟——这二十分钟来自在线检测自动化站台的高通量检测能力,联合开发定製的检测算法对追光四期晶圆的工艺特徵有高度適配性,不需要像进口设备那样做反覆的参数补偿调优。

追光四期的国產化试產节点,在梁志远的计划里不止是一次技术验证。他让厂务团队在每道工序的关键工位旁加装了高清摄像装置,从刻蚀到检测的全流程都被实时记录下来。每一道工序的工艺参数——气体流量、反应腔压力、射频功率、注入剂量、拋光速率——全部自动採集並存入天枢os產线管理系统的资料库,时间戳精確到毫秒级。这些数据和天罡edge医疗版的临床数据、恆信科技检测设备的对比数据一样,將成为欧罗巴联合检测验证工作组关於“供应链韧性”维度的核心佐证材料。

陈醒在策略会上定下的那句话被梁志远列印出来贴在了追光四期中控室的墙上:“不是让別人相信我们说的话,而是让別人不需要相信我们——因为他们可以自己验证。”国產化试產的全程数据记录,就是给那些需要自己验证的人准备的。

第三个疑似缺陷点的復检结果在四十分钟后出来了。扫描电镜成像显示,离子注入区域的掺杂浓度异常是一处掩膜版边缘效应导致的局部偏差,面积不到零点五平方微米,对晶片整体电性能的影响在仿真模型中可以忽略。丁勇在復检报告上签了字,结论是“工艺容忍范围內,可放行”。

梁志远把最终检测结果填入试產流程追踪表的最后一个格子,然后拿起终端给陈醒、章宸和林薇同时发了一条消息:“追光四期首批全国產替代零部件晶圆试產完成,全部工序通过在线检测,良率待统计,预计四十八小时內完成全部电性测试和老化测试。全程工艺参数记录已存入天枢os產线管理系统,可隨时调取。”

消息发出后不到三分钟,林薇从中央研究院回了电话。她没有祝贺,而是直接问了一个技术问题:“国產离子注入机的注入剂量均匀性在片內分布如何?天权6號的羲和架构对閾值电压的片內均匀性比天权4號敏感一个数量级,如果离子注入的片內均匀性有系统性偏差,天权6號的流片代工就需要重新评估工艺匹配度。”

梁志远把国產离子注入机在过去六个月並行验证中积累的片內均匀性数据调出来,和林薇逐项比对。片內注入剂量的標准偏差在百分之零点八以內,片间重复性偏差在百分之一点二以內,均在天权4號工艺设计套件的规格范围內。但天权6號目標工艺节点对注入均匀性的要求比天权4號严苛至少一倍,国產离子注入机目前的数据还不足以支撑天权6號的流片代工需求。

“所以追光五期那两台国產离子注入机能不能接天权6號的代工单,要看供应商在未来八个月內能不能把片內均匀性再提升一倍。”林薇在电话那头飞快地算了一组数据,“如果提升达不到,天权6號的流片就只能走境外代工通道。但实体清单隨时可能落地,境外代工通道一旦被切断——”

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