活动回顾 | 教授沙龙(第十五期):张紫辰——激光微米纳米加工技术在集成电路制造领域的应用

 

8月26日中午,应中心邀请,中国科学院微电子研究所张紫辰研究员来到荷清大厦,为大家做了题为《激光微米纳米加工技术在集成电路制造领域的应用》的讲座。本次活动由清华大学精仪系赵嘉昊老师主持。


张紫辰讲座现场


讲座伊始,张紫辰研究员从宏观层面激光微米纳米加工技术进行了分析和阐述。集成电路产业主要有芯片设计、芯片制造和芯片封测三个关键环节。在芯片设计环节,国内仍采取常规工艺的部分EDA工具与IP库,比国际全套7纳米EDA设计工具落后了5-10年。在芯片制造领域,国内已能实现占市场大部分份额的28纳米量产工艺,但和国际7纳米先进工艺相比仍落后4-5年,光刻机更是落后10-15年。在芯片封测环节,国内已能实现三维封装系统级封装,与国际水平相差不大。张紫辰指出其中“卡脖子”的是装备技术,由于一代设备推动一代工艺,一代工艺催生一代芯片,提升装备制造国产化能力势在必行。

集成电路产业关键环节及重大创新方向


2018年全球半导体设备市场规模


接下来张紫辰介绍了激光微米纳米加工技术指向性高、响应快速的特点,指出其在集成电路制造的去除加工、连接加工、检测与测量和改性加工过程中均有应用;在半导体材料制备、芯片制造和芯片封测环节也都有相应的激光技术。以激光与材料相互作用时芯片外延材料和胶水因热响应控制应力释放并影响产品良率为例,张紫还解释了日前激光技术的难点,并概括性介绍了垄断掌握这些技术的外国公司。

激光微米纳米加工技术的特点与优势


随后,张紫辰详细阐述了激光微米纳米加工技术平台的系统构架、辅助和核心因素并举例说明了光束空间分布、激光杂质激活和激光焊接中尚存在的问题和已突破的关键技术。

集成电路制造过程中不可或缺的共性技术


光束空间分布


在芯片加工工艺中,激光与刀具相比具有寿命长、选择面广、切割速度快和切割道窄的优点,而激光加工设备的工作效率却要受制于激光器类型和目标材料特性。

激光与刀具切割的比较


张紫辰在讲座的尾声指出,在制造领域的半导体设备基本整条制造生产线仪器引进,国内自研设备零出口,总体水平落后国外10年以上,需要几代人持续不断地追赶,在已有技术技术路径上与国外正面竞争,同时发挥国内市场潜力寻求新的技术路径和战场。

张紫辰研究员与在座师生进行热烈讨论

供稿:丁翰元



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