【产通社，11月16日】中国制造如何走向中国创新？45nm及更小技术节点的芯片制造工艺又有了哪些新的突破？材料和设备等核心元素该扮演怎样的角色？在11月5日于北京举办的2010北京微电子国际研讨会上，来自清华、中科院等高校研究所的专家、学者以及来自SMIC等领先公司的技术专家，就这些问题与听众进行了互动。
 

半导体制造要走向“多、快、好、省”

“批处理更多的芯片、更快的运行速度、更好的芯片性能，以实现芯片价格更加便宜，这是未来半导体制造的发展方向，即多、快、好、省。”中科院微电子所先进IC工艺研发中心首席科学家朱慧珑教授在主题演讲时说，“中国IC需求量大，但是自给量小，这两者之间的矛盾和落差是中国IC产业的机会，同时也是责任。研究要面向制造，尤其是大规模低成本的制造。”
 
中国芯片制造技术发展经常为人诟病的一点是自主创新。朱慧珑教授认为，创新有一个很重要的特点就是短期内不易见效，因此需要有一套自激励的机制来把创新成果推向市场。

仿造能力、创造能力与批判能力的同步增长是维持创新的必要条件。合法的仿造可博采百家之长，提高创造的必要起点，但不能满足于此。要发扬中国人适应能力强的特点，培养在创造态与执行态之间的高效转换。

45nm及更小节点技术之热点与看点

当芯片制造在摩尔定律的指引下迈入45nm节点后，众多已有的成熟技术似乎有“廉颇老矣”的疲态，于是，众多业界近年来的热点技术，如高k金属栅、低k介质材料、应变硅等，在45nm及更小节点的制造中登上了舞台。
 
“由于众所周知的RC延迟及晶体管性能提升等原因，对于低k介质材料的要求正在与日俱增。在材料中生成多孔是降低k值的方法之一，也是目前比较常见的办法。但伴随着多孔材料的问题也很多，主要是材料的机械强度、可靠性以及等离子体损伤。”IBM资深科学家林庆煌博士说，“我们现在也采取了很多的解决方案，比如说结合C这样的抗损伤更强的元素，改进UV热修复技术，减小孔的大小并改善孔的尺寸分布等。在技术路线图上也可以看到，air gap也已经出现，它也是未来极具希望的互连技术。”
 
应用材料中国区技术总监赵甘鸣博士也为大家介绍了32nm及更小节点的低k材料的现状和发展趋势。他同时结合互连部分的集成制程，阐述了低k材料及其它薄膜在先进节点的难点与解决方案。
 
刻的“漂亮”也许是形容刻蚀工艺最通俗的说法，但其中包含的意思有很多，比如说形貌好、干净无残留。更小技术节点就意味着尺寸更小更精细，如何能继续刻蚀出漂亮的晶体管是刻蚀工艺的追求。
 
“对于前道来讲，FinFET结构要求最小的LWR/LER和极低的Si晶体损伤，contact部分则要面临CD均匀性、残留和新器件结构的挑战，后道部分则是要减小低k材料损伤、降低trench的粗糙度和保持深度的均匀性。”东电电子的市场产品经理八田浩（Koichi Yatsuda）说，“对于刻蚀设备来说，关键在于控制腔体的核心工艺参数，如source frequency、bias frequency等。未来很有潜力的技术是self-limiting化学干法刻蚀，它将具有精确的刻蚀量控制，不会带来硅晶体损伤。”
 

前沿技术与大半导体产业

大半导体产业顾名思义，就是将传统芯片制造延伸至相关的光伏、LED等领域，这也是产业最热门的话题。
 
Praxair的技术总监黄丕成博士为与会者介绍了半导体及太阳能硅产业的机遇及挑战，重点探讨了硅片技术在半导体及光伏中的差异，以及未来如何进一步改进硅片技术以满足转换效率的提升。KLA-Tencor的技术总监任建宇博士则从检测角度阐述了在线检测对于早期问题发现的重要性。“在线检测不同于SEM、TEM等检测手段，它无需破坏硅片，但是却能够及时发现问题，尤其是早期问题的解决对于随后的工艺和良率等大有裨益。”任建宇博士说，“半导体芯片的检测及其精密，加大检测的精度自不必说，LED和太阳能硅片的检测也能帮助制造者减少缺陷，实现产品的较高良率。”
 
虽然32nm采用浸入式光刻技术已成定局，但是走向更小节点时，EUV仍是业者关注的焦点。Cymer东南亚区光刻应用总监林思闽博士认为，光源是光刻机上最重要的组成部分之一，光源的能量、稳定性、寿命等在某种程度上影响着光刻技术的发展，光源的质量更是举足轻重的。HP已选择EUV做为<20nm的光刻技术，NAND存储器制造商也会在2013年率先采用EUV技术。EUV必须能够做到较高的产能，才能实现其技术的优越性。
 
IMEC中国的技术经理干辉则介绍了较为前沿的3D IC。他认为，低功耗、低成本、高性能、新应用是3D IC的主要驱动力，而3D TSV又是实现多层堆叠的核心技术。IMEC目前的3D IC技术可实现Cu Nail 5μm，via/trench的深宽比达到1:5和1:10。未来仍会集中研发3D TSV以及硅片减薄和超薄硅片的处理等领域。