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华人在低温等离子体刻蚀机台发展重的卓越贡献

“龙的传人”在低温等离子体蚀刻机台过去近半个世纪的发展中功不可没。1999年出版的《硅谷英雄》9中提到两位与低温等离子体蚀刻设备发展密切相关的华人,一位是林杰屏( David K.,Lam)博士・出生于中国广东,1967年毕业于加拿大多伦多大学工程物理系,后获得美国麻省理工学院化学工程士(1970)和博士学位(1973)1980年草创了美国泛林半导体公词,该公司1984年上市时已是全球领先的半导体设备制造商。林杰屏博士最早提出单片晶圆蚀刻模式来确保最佳可控的蚀刻工艺环境。在蚀刻机台开发初期,他颇具战略眼光地把重点放在了相对容易的多晶硅材料的蚀刻,从而使泛林半导体公司快速开发出高质量、稳定、市场占有率高的ICP机台,也为后续CCP机台的开发赢得了时间。20世纪初泛林半导体公司在蚀刻机台的市场占有率一直排名前三。


       另一位与等离子体蚀刻相关的硅谷英雄是王宁国( David Wang)博士,出生于中国南京,早年毕业于中国台湾中原大学化工系,1970年获得美国犹他大学治金工程硕士学位,随后在加州大学伯克利分校获得材料科学博士学位。1977年起在新泽西贝尔实验室总部从事等离子体蚀刻以及化学蒸键等方面的研究工作。在时任应用材料公司总裁、董事长及CEO吉姆・摩根( Jim Morgan)力邀下,1980年加盟应用材料公司,在其后效力的25年里有百余项专利,其发明的单一芯片集合工艺技术第一个原型机1993年在华盛顿 Smithsonian博物馆水久陈列,这是该博物馆中唯一陈列的华人发明设计的机器。在同一房间陈列的还有贝尔电话机、苹果电脑和IBM的第一台机器。1983年因 Hexode-t ype RIE蚀刻机的设计获得了该年度半导体国际奖。次年又因为半导体工业制定了等离子体蚀刻标准,获得半导体设备及材料国际协会所颁的SEMI奖。1993年底耀升为应用材料公司资深副总裁,管理全球商业营运。1994年因对半导体设备工业多年来的卓越贡献获得SEMI终生成就奖。林杰屏博士和王宁国博士先后人选美国硅工程协会名人堂。

        等离子体蚀刻设备是确保高品质半导体产品量产的基石。21世纪之初主流的等离子体蚀刻机台清一色洋枪洋炮,而且美国政府从1995年开始实行半导体设备出口管制,也就是说最先进的蚀刻机台在大陆地区是禁止销售的。国内蚀刻设备制造业起步于2003年,北有北方微电子公司(2003年成立)致力于硅蚀刻机台开发,南有中微半导体公司(2004年成立)起始于介电材料蚀刻机台打造。两大公司均有不少海归资深专家效力。其中,中微半导体公司CEO兼意事长尹志尧( Gerald Yin)博士早年毕业于中国科技大学,1984年在加州大学洛杉矶分校获得物理化学博士学位,目前持有70多项国外专利。20世纪80年代中后期在泛林半导体公司成功开发出彩虹等离子体蚀刻设备(介电材料蚀刻),使得泛林半导体公司在这一领域成为领先者之一。20世纪90年代初加盟应用材料公司负责等离子体蚀刻部门研发工作。他开发或参与开发的产品在等离子蚀刻领域约占50%。在国际两大蚀刻设备生产商成功的独特经历使他对于不同技术节点相应的蚀刻机台的更新换代如数家珍。2004年辞去应用材料公司副总裁一职回国,在上海创办了中微半导体设备有限公司。目前开发的CCP蚀刻机,具有超高频和低频混合射频去耦合反应等离子体源,独特的多反应腔双反应台系统,已在28nm逻辑低介电材料及存储器介电材料蚀刻方面取得突破性进展,并打入国际市场。2015年初,SEM1在教促美国政府修订半导体设备出口管制清单上取得突破性进腰:认可中国存在各向异性等离子体蚀刻设备,美国国家安全出口取消这项二十年的管制(专业光伏媒体/世纪新能源网)。

       这也与中微半导体公司CCP机台打人国际市场以及北方微电子公司在逻辑28nm硅蚀刻的历史性突破密不可分。