“这就是我们经过三批次10000片马拉松测试的CMP(化学机械平坦化)设备。”11月21日,在中芯国际天津厂大生产线上,在国家“千人计划”专家顾海洋博士的引导下,见到了由电科装备自主研发的国内首台拥有完全自主知识产权的200mm CMP设备,这是国产CMP设备首次进入IC大生产线,填补了国产设备产线验证的空白,推动着我国集成电路核心装备产业化迈上新征程。
集成电路制造装备具有技术密集、资金密集、人才密集和市场全球化的特点,其自主可控是我国电子信息产业安全健康及高质量发展的根本保障。作为集成电路制造七大关键设备之一,CMP设备主要用于平坦化工艺及铜互联工艺,如果把8英寸晶圆扩大到一个标准足球场的面积,在这个面积范围内,CMP平坦化效果最低点与最高点的高度差小于0.05mm,在22nm制造技术节点中,这个高度差仅有0.01mm。正是这高精尖的技术,让CMP设备成为工业母机中的“珠穆朗玛峰”,也正是这高精尖的技术,长期被国外垄断,使我国集成电路产业的发展受制于人。
为解决制约我国集成电路产业自主可控发展的“卡脖子”问题,电科装备朝着“珠穆朗玛峰”从零开始,攀登而上。
在国家02科技重大专项的支持下,凭借在电子工业专用设备领域的突出优势和技术积淀,2015年,电科装备45所积极承担了国家02专项课题“CMP后清洗及光学终点检测技术”的科研攻关任务。研发团队以市场为导向,以促进技术进步和产品革新,降低用户生产成本,提高核心竞争力为目标,开展全方位科研工作,不断推动国产CMP设备的发展。
2016年,电科装备45所被北京市认定为“化学机械平坦化工艺设备工程技术研究中心”,CMP设备研发团队在顾海洋博士的带领下,以打造“大国重器”为使命,先后突破了10余项关键技术,完成技术改进50余项,申报国内外专利43项,取得CMP基础技术、应用工艺、核心零部件、整机等多项成果,逐渐形成了完整的CMP技术体系,涵盖了CMP主要核心技术,具备200mm及300mmCMP工艺研发和客户工艺示范能力。
目前,200mm CMP设备由抛光、清洗、晶圆传输三大模块组成,均按照国际最先进的标准进行设计,能够满足集成电路晶圆制造中所有复杂平坦化工艺需求:STI、ILD、contactor、metal line等,同时支持TSV、MEMS等新领域的平坦化工艺,适用于主流半导体材料:氧化物、氮化物、硅、钨、铜、钽、铝等,以及一些特殊材料(如聚合物等)。