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近年來，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)在光刻技術(shù)、設(shè)備和材料等方面取得了一些研究進(jìn)展，但仍與國(guó)外存在較大差距。
10 月 17 日—18 日，第三屆國(guó)際先進(jìn)光刻技術(shù)研討會(huì)（IWAPS 2019）在南京召開，會(huì)議涵蓋先進(jìn)半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中從早期的理論和實(shí)驗(yàn)，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(cè)及缺陷檢測(cè)、設(shè)計(jì)工藝聯(lián)合優(yōu)化（DTCO）與可制造性設(shè)計(jì)（DFM）、材料、器材、工藝等內(nèi)容。
IWAPS 作為國(guó)內(nèi)唯一的 高端光刻技術(shù)研討會(huì)，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(guó)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(gè)技術(shù)交流平臺(tái)，就集成電路制造工藝、設(shè)備、材料、測(cè)量、計(jì)算光刻和設(shè)計(jì)優(yōu)化等多個(gè)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(huì)議現(xiàn)場(chǎng)
會(huì)議開始，大會(huì)主席、集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、科技部原副部長(zhǎng)曹健林研究員，國(guó)家科技重大專項(xiàng)電子信息領(lǐng)域監(jiān)督評(píng)估組組長(zhǎng)、國(guó)家外國(guó)專家局原局長(zhǎng)馬俊如研究員，大會(huì)副主席、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所所長(zhǎng)、國(guó)家 02 科技重大專項(xiàng)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(zhǎng)曹海連，中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)、浙江大學(xué)光電工程研究所所長(zhǎng)劉旭教授，以及 IEEE 終身會(huì)士、ALITECS 公司資深經(jīng)理 Shinji Okazaki 分別致辭。大會(huì)秘書長(zhǎng)、中科院微電子研究所計(jì)算光刻研發(fā)中心主任韋亞一研究員主持開幕式。
我國(guó)集成電路發(fā)展現(xiàn)狀
對(duì)于本次會(huì)議為何選在南京舉辦，曹健林介紹道，南京的前身是我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)基地之一，集成電路產(chǎn)業(yè)并不發(fā)達(dá)，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(shì)和企業(yè)引進(jìn)規(guī)模，使得南京大有后來居上之勢(shì)。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(diǎn)打造具有國(guó)際影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)基地。
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大會(huì)主席、集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長(zhǎng)、科技部原副部長(zhǎng)曹健林研究員
針對(duì)中國(guó)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(guó)在此基礎(chǔ)略顯薄弱，但隨著國(guó)家政策支持以及本土企業(yè)的大力發(fā)展，已取得一定進(jìn)步。面對(duì)差距和不足，要耐心的一步一步走下去，相信在不遠(yuǎn)的將來可以取得更進(jìn)一步的發(fā)展和突破。
此外，大會(huì)秘書長(zhǎng)、中科院微電子研究所計(jì)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(tái)，擁有國(guó)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(huì)秘書長(zhǎng)、中科院微電子研究所計(jì)算光刻研發(fā)中心主任韋亞一研究員
同時(shí)，對(duì)于本次大會(huì)的期許和愿景，韋亞一表示，希望大會(huì)能起到橋梁的作用，通過本次會(huì)議與國(guó)際市場(chǎng)打通，與國(guó)際性權(quán)威學(xué)術(shù)組織展開直接合作，使其進(jìn)一步了解中國(guó)，走進(jìn)中國(guó)。IWAPS 2019 是第三屆國(guó)際先進(jìn)光刻技術(shù)研討會(huì)，可以看到參會(huì)企業(yè)、人數(shù)、規(guī)模逐年增長(zhǎng)，源于集成電路行業(yè)往中國(guó)市場(chǎng)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)所在。
Mentor & JSR：EDA 工具和光刻膠的現(xiàn)狀和挑戰(zhàn)
按照大會(huì)安排，在兩天的議程中，來自 Mentor、JSR、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華力微電子等公司的專家作特邀報(bào)告，深入分析光刻領(lǐng)域先進(jìn)節(jié)點(diǎn)最新的技術(shù)手段和解決方案，包含先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的計(jì)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(bào)告中指出，隨著步入 7nm 以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)，半導(dǎo)體制造領(lǐng)域面臨著更多挑戰(zhàn)。對(duì)于半導(dǎo)體代工廠而言，工藝成功取決于其控制設(shè)計(jì)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(duì)壞點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)、檢查、評(píng)估和修復(fù)，并能夠在最短時(shí)間內(nèi)完成以上任務(wù)。但是，對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)制造工具繼續(xù)進(jìn)行緩慢而逐步的改善已經(jīng)不足以應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)工程師和工藝工程師對(duì)集成電路制造軟件的精度和速度提出了更高要求。與之對(duì)應(yīng)的改進(jìn)正在以機(jī)器學(xué)習(xí)的形式出現(xiàn)。
機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)帶來了超越傳統(tǒng)計(jì)算方式的新機(jī)遇。軟件開發(fā)方面的最新進(jìn)展使機(jī)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(jì)算光刻技術(shù)也從這一發(fā)展中受益。通過應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)來提出更好的解決方案。可以加快流片后的流程，減少循環(huán)周期，并更快更準(zhǔn)確地找到光刻壞點(diǎn)。此演講討論了從 IC 設(shè)計(jì)到制造過程中從 Calibre 平臺(tái)構(gòu)建的機(jī)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(shí)現(xiàn)收益。
2017 年 3 月，西門子宣布收購(gòu)合并 Mentor，收購(gòu)以來，雙方的聯(lián)合有什么顯而易見的成效？Mentor 中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳在采訪中向我們表示，西門子在前段時(shí)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(tuán)”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(jì)，一直到下游的產(chǎn)品維護(hù)；西門子通過電子，電氣與機(jī)械的融合，跨工程學(xué)科的專家協(xié)作，將模擬與測(cè)試數(shù)據(jù)和實(shí)際性能分析集成在一起，更好推動(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而為客戶提供更全面，更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
Mentor 中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳
此外，在 EDA 領(lǐng)域，面對(duì)中美差距以及 Mentor 的優(yōu)勢(shì)和布局，凌琳認(rèn)為，面對(duì)當(dāng)前的貿(mào)易環(huán)境和發(fā)展現(xiàn)狀，中國(guó) 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(jìn)的技術(shù)和趨勢(shì)下，進(jìn)而尋求追趕之路。
對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)的布局和優(yōu)勢(shì)，Mentor 跟隨中國(guó)代工廠發(fā)展腳步，入局較早，在人才儲(chǔ)備，本土團(tuán)隊(duì)和投入力度等方面更是存在優(yōu)勢(shì)，Mentor 中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理劉巖表示，Mentor 保持每年 30%營(yíng)收以上的研發(fā)投入，目前 Mentor 的 Calibre 平臺(tái)是全球幾乎所有晶圓代工廠 /IDM 和設(shè)計(jì)公司交互 Sign-off 設(shè)計(jì)定案的橋梁。在中國(guó)市場(chǎng)，Mentor 占據(jù)計(jì)算光刻及 OPC 的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位。
?Mentor 中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理劉巖
此外，Mentor 積極順應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展路徑和趨勢(shì)，深諳人才積累的重要性，在中國(guó)大學(xué)培養(yǎng)研究生實(shí)習(xí)工程師；同時(shí)，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(huì)議期間，來自 JSR 的 Takanori Kawakami 分享了面向 5nm 及以上節(jié)點(diǎn)的先進(jìn)光刻材料現(xiàn)狀。先進(jìn)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(shí)現(xiàn)圖形的轉(zhuǎn)移。光刻技術(shù)正在將極紫外（EUV）運(yùn)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(shí)，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(gè)難題。下一代 EUV 光刻需要進(jìn)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(jī)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(jìn)的光刻膠和旋涂材料。在報(bào)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(jì)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(jìn)展以及在中國(guó)市場(chǎng)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(dòng)公司發(fā)展，進(jìn)而成為如今光刻膠領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。
此外，JSR 為了擴(kuò)大業(yè)務(wù)和確保穩(wěn)定經(jīng)營(yíng)，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(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域，使業(yè)務(wù)內(nèi)容擴(kuò)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(yíng)改革，確保高市場(chǎng)占有率。
對(duì)于如何看待中國(guó)市場(chǎng)，Kawakami 多次用“有趣”一詞來形容，表示中國(guó)市場(chǎng)活躍，增長(zhǎng)迅速，隨著技術(shù)的發(fā)展和龐大的人口基數(shù)，中國(guó)市場(chǎng)需求和吸引力相對(duì)較大，JSR 在上海設(shè)有分公司，與客戶有大量交流。
結(jié)語(yǔ)
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(chǎng)規(guī)模。
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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(jìn)的半導(dǎo)體制程，就必需要掌握先進(jìn)的光刻技術(shù)。
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此次研討會(huì)，國(guó)際光刻領(lǐng)域廠商進(jìn)行相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品動(dòng)態(tài)的交流分享，共同推動(dòng)光刻技術(shù)、推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。同時(shí)，可以讓中國(guó)本土廠商和研發(fā)機(jī)構(gòu)看到在此領(lǐng)域存在的差距和不足，在經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)中積極去發(fā)展中國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)。
