他60歲回國創業,打破封鎖,造出全球一流5nm刻蝕機,供貨台積電

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IC製造也就是晶片製造一共有七大生產區域,分別是擴散(Thermal Process)、光刻(Photo- lithography)、刻蝕(Etch)、離子注入(Ion Implant)、薄膜生長(Dielectric DeposiTIon)、拋光(CMP)、金屬化(MetalizaTIon),所對應的七大類生產設備分別為擴散爐、光刻機、刻蝕機、離子注入機、薄膜沉積設備、化學機械拋光機和清洗機,其中金屬化是把集成電路里的各個元件用金屬導體連接起來,用到的設備也是薄膜生長設備。

由於光刻、刻蝕、沉積等流程在晶片生產過程中不斷循環往復,是晶片前端加工過程的三大核心技術,其設備價值也最高。

所以鍍膜設備、刻蝕機、光刻機大約分別占半導體晶圓廠設備總投資的15%、15%、20-25%。我們必須要知道,光刻機和刻蝕機並不是一種東西,他們都是在晶片製造中必須要用到的設備。

光刻的意思是用光來製作一個圖形(工藝);在矽片表面勻膠,然後將掩模版上的圖形轉移光刻膠上的過程將器件或電路結構臨時「複製」到矽片上的過程。

而刻蝕就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然後通過其它方式實現腐蝕處理掉所需除去的部分。

光刻機全球是ASML壟斷,但是中國的刻蝕機全是全球領先,而這都要歸功於尹志堯,尹志堯中國科學技術大學化學物理系畢業,他在矽谷Intel公司、LAM研究所、應用材料公司等電漿蝕刻供職16年,在半導體領域尹志堯個人擁有60多項技術專利,被稱為「矽谷最成功的華人之一」。

​2004年,已經60歲的尹志堯和杜志游、倪圖強等一批半導體領域工程師回國創立了中微(上海)半導體有限公司。立志要造出全球最為領先的刻蝕機。

我們要知道,在半導體製造中有兩種基本的刻蝕工藝:干法刻蝕和濕法腐蝕。

干法刻蝕是把矽片表面曝露於氣態中產生的等離子體,等離子體通過光刻膠中開出的窗口,與矽片發生物理或化學反應(或這兩種反應),從而去掉曝露的表面材料,所以干法刻蝕也稱等離子刻蝕。干法刻蝕是亞微米尺寸下刻蝕器件的最重要方法。

利用干法刻蝕的也叫等離子體刻蝕機,等離子體刻蝕機是晶片製造中的一種關鍵設備,用來在晶片上進行微觀雕刻,每個線條和深孔的加工精度都是頭髮絲直徑的幾千分之一到上萬分之一,精度控制要求非常高。

比如,16nm工藝的微觀邏輯器件有60多層微觀結構,要經過1000多個工藝步驟,攻克上萬個技術細節才能加工出來。

在集成電路製造過程中需要多種類型的干法刻蝕工藝,應用涉及矽片上各種材料。被刻蝕材料主要包括介質、矽和金屬等,通過與光刻、沉積等工藝多次配合可以形成完整的底層電路、柵極、絕緣層以及金屬通路等。

而尹志堯的中微主攻的就是介質刻蝕機,2007年,經過了3年的努力,推出了第一代介質刻蝕機

從2007年起,中微主要攻關的是介質刻蝕工藝,它先後成功開發和銷售了適用於65/45/28/20/14/10/7納米工藝製程的一系列等離子體刻蝕設備,始終保持著與當時的世界先進水平同步。

中微半導體CEO尹志堯形容說:「在米粒上刻字的微雕技藝上,一般能刻200個字已經是極限,而我們的等離子刻蝕機在晶片上的加工工藝,相當於可以在米粒上刻10億個字的水平。」

中微生產和銷售的500多個刻蝕反應台已經在中國、日本、韓國、新加坡、台灣等國家和地區的40條先進晶片生產線上運行,高質量地生產了6000多萬片晶圓。2017年7月,台積電宣布將中微納入其7納米工藝設備商採購名單,使中微成為唯一進入台積電7納米工藝蝕刻設備的大陸本土設備商。

如今,尹志堯的中微已經成功造出來了5nm的刻蝕機,在刻蝕機領域做到了全球領先,世界一流,並且還通過了台積電的設備驗證,將供貨台積電。

除了介質刻蝕之外,中微在矽刻蝕上也做出了重大的突破,中微TSV刻蝕設備已經裝備了國內所有的集成電路先進封裝企業。市場占有率超過50%。同時還遠銷歐洲,應用於新興的微電機系統(MEMS)傳感器製造。

中微目前還在攻破金屬硬掩膜刻蝕領域,從而實現實現了矽刻蝕、介質刻蝕、金屬刻蝕的全覆蓋。

在薄膜設備領域,中微也成功製造出來了金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)設備。

可以說,正是有像中微這樣的高科技企業出現,中國才可以在半導體領域不斷突破世界封鎖,並且縮小與世界的差距,甚至做到世界一流。

中國需要這樣有家國擔當的高新技術企業!


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