半导体设备第一季第一集技术如此彪悍, 到底如何炼成?

喜欢甜妹2024-04-03 07:53:00  59

#春日生活打卡季#

芯片的制造有三大核心环节:薄膜沉积、光刻、刻蚀。

对应三大设备:MOCVD、光刻机、刻蚀机,这三大设备占芯片制造成本的70%以上。

其中,刻蚀是晶圆制造中至关重要的一步,其技术的高低直接决定了芯片制程的大小,并且在成本上仅次于光刻。

刻蚀技术,指的是在光刻工序后,利用化学及物理方法对晶圆表面进行选择性腐蚀或剥离,进而形成电路图形。简单讲,光刻机的作用相当于描摹,刻蚀相当于临摹雕刻。

上世纪60年代,刻蚀以“湿法工艺”为主,将硅片浸泡在可以与被刻蚀膜层反应的化学液体中,除去不需要的部分。

但是,液体有一个特点就是“各向同性”(isotropic etching),即化学制剂所接触到的表面所有方向以同样的速度刻蚀,导致刻蚀速度不可控,从而造成偏差。

80年代,美国最大的半导体设备公司——应用材料,Applied Marerials(美股代码AMAT),终于研发出新技术“干刻法工艺”,该方法,具有较强的“各向异性”(anisotropic etching),能对晶圆进行微细的雕刻。

早期的干刻刻蚀,是利用电极板产生等离子对晶圆表面刻蚀,这种方法被称为电容性等离子刻蚀(CCP)。

1990年,历史上第一台基于ICP(等离子)刻蚀机由Lam Research(拉姆研究)提出,ICP由于能在低压下产生较高浓度的等离子体,成为新一代刻蚀机的发展方向。

90年代初期,半导体产业开始从日美向韩国和中国台湾转移,全球半导体设备供应龙头AMAT、拉姆(Lam Research)开始进入中国。

但是,中国的芯片产业,才刚刚萌芽,国产芯片制造工艺整整落后巨头三代。

而此时,中微半导体创始人,尹志尧刚从拉姆研究(LAM)跳槽到美国应用材料(AMAT)担任总经理,负责同一领域的研究开发工作,曾被誉为“硅谷最有成就的华人之一”。

2004年,60岁的尹志尧看到了国内半导体的商机,随着芯片制造大规模向亚洲转移,上游半导体设备工业却仍留在美国。

于是,尹志尧决定回国创业,带领着三十多人的团队,冲破美国政府的层层审查,所有的工艺配方、设计图纸都被美国没收,一切从零开始,创办中微半导体。

预知后续,且听下回分解

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