芯耀
67
近年來，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國在光刻技術(shù)、設(shè)備和材料等方面取得了一些研究進展，但仍與國外存在較大差距。
10 月 17 日—18 日，第三屆國際先進光刻技術(shù)研討會（IWAPS 2019）在南京召開，會議涵蓋先進半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中從早期的理論和實驗，到工業(yè)化大規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用，包括光刻、極紫外光刻（EUV）、量測及缺陷檢測、設(shè)計工藝聯(lián)合優(yōu)化（DTCO）與可制造性設(shè)計（DFM）、材料、器材、工藝等內(nèi)容。
IWAPS 作為國內(nèi)唯一的 高端光刻技術(shù)研討會，致力于發(fā)表前沿的微電子制造技術(shù)研究成果，為來自國內(nèi)外半導(dǎo)體工業(yè)界、學(xué)術(shù)界的資深技術(shù)專家、研究人員以及工程師提供了一個技術(shù)交流平臺，就集成電路制造工藝、設(shè)備、材料、測量、計算光刻和設(shè)計優(yōu)化等多個主題分享成果，探討解決方案，并研討即將面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。?
會議現(xiàn)場
會議開始，大會主席、集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、科技部原副部長曹健林研究員，國家科技重大專項電子信息領(lǐng)域監(jiān)督評估組組長、國家外國專家局原局長馬俊如研究員，大會副主席、中國科學(xué)院微電子研究所所長、國家 02 科技重大專項技術(shù)總師葉甜春研究員，南京市浦口區(qū)區(qū)委副書記、區(qū)長曹海連，中國光學(xué)學(xué)會秘書長、浙江大學(xué)光電工程研究所所長劉旭教授，以及 IEEE 終身會士、ALITECS 公司資深經(jīng)理 Shinji Okazaki 分別致辭。大會秘書長、中科院微電子研究所計算光刻研發(fā)中心主任韋亞一研究員主持開幕式。
我國集成電路發(fā)展現(xiàn)狀
對于本次會議為何選在南京舉辦，曹健林介紹道，南京的前身是我國電子產(chǎn)業(yè)基地之一，集成電路產(chǎn)業(yè)并不發(fā)達，隨著近年來南京政府的政策引導(dǎo)、資金投入以及本土高校人才優(yōu)勢和企業(yè)引進規(guī)模，使得南京大有后來居上之勢。目前，南京市已明確了集成電路產(chǎn)業(yè)“一核、兩翼、三基地”的總體布局，即以江北新區(qū)為核心，重點打造具有國際影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)基地。
?
大會主席、集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長、科技部原副部長曹健林研究員
針對中國當(dāng)前的光刻設(shè)備和材料的發(fā)展現(xiàn)狀，曹健林表示，我國在此基礎(chǔ)略顯薄弱，但隨著國家政策支持以及本土企業(yè)的大力發(fā)展，已取得一定進步。面對差距和不足，要耐心的一步一步走下去，相信在不遠的將來可以取得更進一步的發(fā)展和突破。
此外，大會秘書長、中科院微電子研究所計算光刻研發(fā)中心主任韋亞一研究員在采訪中表示，中科院微電子研究所作為中立的學(xué)術(shù)平臺，擁有國際化視野，以技術(shù)為導(dǎo)向，注重人才培養(yǎng)和產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展。
大會秘書長、中科院微電子研究所計算光刻研發(fā)中心主任韋亞一研究員
同時，對于本次大會的期許和愿景，韋亞一表示，希望大會能起到橋梁的作用，通過本次會議與國際市場打通，與國際性權(quán)威學(xué)術(shù)組織展開直接合作，使其進一步了解中國，走進中國。IWAPS 2019 是第三屆國際先進光刻技術(shù)研討會，可以看到參會企業(yè)、人數(shù)、規(guī)模逐年增長，源于集成電路行業(yè)往中國市場轉(zhuǎn)移的趨勢所在。
Mentor & JSR：EDA 工具和光刻膠的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)
按照大會安排，在兩天的議程中，來自 Mentor、JSR、長江存儲、華力微電子等公司的專家作特邀報告，深入分析光刻領(lǐng)域先進節(jié)點最新的技術(shù)手段和解決方案，包含先進節(jié)點的計算光刻技術(shù)、SMO、DTCO、EUV、DSA、Deep Learning、設(shè)備、材料等。
來自 Mentor 的 Liang Cao 在報告中指出，隨著步入 7nm 以下技術(shù)節(jié)點，半導(dǎo)體制造領(lǐng)域面臨著更多挑戰(zhàn)。對于半導(dǎo)體代工廠而言，工藝成功取決于其控制設(shè)計制造工藝窗口的能力。它們不僅具有最大化工藝窗口的能力，還可以對壞點進行預(yù)測、檢查、評估和修復(fù)，并能夠在最短時間內(nèi)完成以上任務(wù)。但是，對現(xiàn)有設(shè)計制造工具繼續(xù)進行緩慢而逐步的改善已經(jīng)不足以應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。設(shè)計工程師和工藝工程師對集成電路制造軟件的精度和速度提出了更高要求。與之對應(yīng)的改進正在以機器學(xué)習(xí)的形式出現(xiàn)。
機器學(xué)習(xí)技術(shù)帶來了超越傳統(tǒng)計算方式的新機遇。軟件開發(fā)方面的最新進展使機器學(xué)習(xí)技術(shù)更易于解決工程和科學(xué)領(lǐng)域的問題。計算光刻技術(shù)也從這一發(fā)展中受益。通過應(yīng)用機器學(xué)習(xí)來提出更好的解決方案?？梢约涌?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%B5%81%E7%89%87/">流片后的流程，減少循環(huán)周期，并更快更準(zhǔn)確地找到光刻壞點。此演講討論了從 IC 設(shè)計到制造過程中從 Calibre 平臺構(gòu)建的機器學(xué)習(xí)功能和應(yīng)用，包括正在解決的問題，采用的解決方案，以及行業(yè)客戶如何應(yīng)用這些流程并實現(xiàn)收益。
2017 年 3 月，西門子宣布收購合并 Mentor，收購以來，雙方的聯(lián)合有什么顯而易見的成效？Mentor 中國區(qū)總經(jīng)理凌琳在采訪中向我們表示，西門子在前段時間提出“數(shù)字化工業(yè)軟件集成解決方案”，成立“西門子數(shù)字化工業(yè)集團”事業(yè)部，Mentor 作為其中的一部分，可以提供從上游產(chǎn)品規(guī)劃和架構(gòu)設(shè)計，一直到下游的產(chǎn)品維護；西門子通過電子，電氣與機械的融合，跨工程學(xué)科的專家協(xié)作，將模擬與測試數(shù)據(jù)和實際性能分析集成在一起，更好推動數(shù)字孿生的發(fā)展，將創(chuàng)新打造為數(shù)字化企業(yè)一種全新的競爭力，進而為客戶提供更全面，更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
Mentor 中國區(qū)總經(jīng)理凌琳
此外，在 EDA 領(lǐng)域，面對中美差距以及 Mentor 的優(yōu)勢和布局，凌琳認為，面對當(dāng)前的貿(mào)易環(huán)境和發(fā)展現(xiàn)狀，中國 EDA 產(chǎn)業(yè)還需不斷積累、持續(xù)培養(yǎng)人才、加大投入力度，在不斷演進的技術(shù)和趨勢下，進而尋求追趕之路。
對于中國市場的布局和優(yōu)勢，Mentor 跟隨中國代工廠發(fā)展腳步，入局較早，在人才儲備，本土團隊和投入力度等方面更是存在優(yōu)勢，Mentor 中國區(qū)副總經(jīng)理劉巖表示，Mentor 保持每年 30%營收以上的研發(fā)投入，目前 Mentor 的 Calibre 平臺是全球幾乎所有晶圓代工廠 /IDM 和設(shè)計公司交互 Sign-off 設(shè)計定案的橋梁。在中國市場，Mentor 占據(jù)計算光刻及 OPC 的市場領(lǐng)導(dǎo)地位。
?Mentor 中國區(qū)副總經(jīng)理劉巖
此外，Mentor 積極順應(yīng)中國市場發(fā)展路徑和趨勢，深諳人才積累的重要性，在中國大學(xué)培養(yǎng)研究生實習(xí)工程師；同時，Mentor 加入教育部組建的 27 所示范微電子學(xué)院，從教育入手提供院校培訓(xùn)，培養(yǎng)本土高端人才。
在會議期間，來自 JSR 的 Takanori Kawakami 分享了面向 5nm 及以上節(jié)點的先進光刻材料現(xiàn)狀。先進的器件制造需要高性能的光刻膠，如使用小的圖形將圖形從光刻膠轉(zhuǎn)移到襯底上實現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。光刻技術(shù)正在將極紫外（EUV）運用到設(shè)備制造的過程中。EUV 光刻技術(shù)目前處于第一代大批量生產(chǎn)階段。單次曝光時，其所需的圖形尺寸不超過 20nm 半周期，這就是為什么圖形轉(zhuǎn)移是另一個難題。下一代 EUV 光刻需要進一步提高光刻膠性能，例如分辨率，靈敏度和圖形粗糙度。因此，深入了解 5nm 及以上的光子和材料的隨機效應(yīng)是非常重要的。另外，有各種各樣的旋涂底層可以蝕刻襯底。?
因此，旋涂下層材料在未來的光刻膠相容性，反射率控制，平面化和蝕刻性能方面變得很重要。JSR 研發(fā)了先進的光刻膠和旋涂材料。在報告中，JSR 展示了材料研發(fā)狀況和性能以及潛在的基本特性，設(shè)計概念等。
Takanori Kawakami（General manager at Lithography Materials Lab. of Fine Electronic Materials Research Laboratories in JSR Corporation）
演講結(jié)束后，Takanori Kawakami 向記者介紹了其公司的進展以及在中國市場的布局。Kawakami 介紹道，JRS 從 1960 年開始研制光刻膠，從小做起，后續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新、加大研發(fā)投入以及派工程師到各地學(xué)校、研究所合作等諸多方式來帶動公司發(fā)展，進而成為如今光刻膠領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。
此外，JSR 為了擴大業(yè)務(wù)和確保穩(wěn)定經(jīng)營，將公司在石化類事業(yè)領(lǐng)域積累的高分子技術(shù)應(yīng)用到光化學(xué)和有機合成化學(xué)領(lǐng)域，使業(yè)務(wù)內(nèi)容擴大到半導(dǎo)體制造材料、顯示器材料等領(lǐng)域，積極投入經(jīng)營改革，確保高市場占有率。
對于如何看待中國市場，Kawakami 多次用“有趣”一詞來形容，表示中國市場活躍，增長迅速，隨著技術(shù)的發(fā)展和龐大的人口基數(shù)，中國市場需求和吸引力相對較大，JSR 在上海設(shè)有分公司，與客戶有大量交流。
結(jié)語
光刻技術(shù)誕生至今已有 70 多年的歷史，衍生出了如此巨大的產(chǎn)業(yè)鏈和市場規(guī)模。
?
光刻技術(shù)作為晶圓加工過程中極為重要的一環(huán)，決定了芯片的性能，成品率和可靠性。工欲善其事，必先利其器，要想半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)封鎖，要想開發(fā)先進的半導(dǎo)體制程，就必需要掌握先進的光刻技術(shù)。
?
此次研討會，國際光刻領(lǐng)域廠商進行相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品動態(tài)的交流分享，共同推動光刻技術(shù)、推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進步。同時，可以讓中國本土廠商和研發(fā)機構(gòu)看到在此領(lǐng)域存在的差距和不足，在經(jīng)驗和教訓(xùn)的動態(tài)趨勢中積極去發(fā)展中國的集成電路產(chǎn)業(yè)。
