问题——先进制程逼近物理极限,图形化环节成为良率与成本“关键关口”。 随着半导体制造迈向更先进的工艺节点,光刻、刻蚀等图形化环节的细微偏差都可能被放大为系统性缺陷,直接影响良率、研发周期和量产成本。行业普遍的难点于:传统流程对光刻后的结果预测相对成熟,但对刻蚀后的最终轮廓评估往往依赖经验规则和简化表格,难以覆盖先进工艺中更复杂的材料反应与形貌演化,导致部分风险无法在流片前识别,研发试错增多、窗口收敛变慢。 原因——多步图形化与复杂刻蚀耦合增强,传统规则法与人工调参边际效益下降。 在先进存储工艺中,多重图形(如双重图形、自对准双重图形等)使流程链条更长、参数耦合更强。刻蚀不仅受光刻成像影响,还与材料体系、等离子体反应、侧壁形貌控制等因素紧密有关。过去用简单偏差规则估算刻蚀结果,在复杂版图和边界条件下容易产生误差累积;同时,依赖人工调参成本高、效率低,难以支撑产线快速迭代与规模化验证。如何在仿真层面更接近“最终刻蚀轮廓”,已成为提升研发效率与良率的现实需求。 影响——订单体现产线应用导向,助推先进存储研发提速与供应链韧性增强。 因此,东方晶源与国内某先进存储晶圆厂签署近2亿元长期战略商业合同,围绕先进存储工艺核心需求推进合作。合作将以PanGen计算光刻平台为基础,引入刻蚀工艺窗口验证产品PanGen vPWQ,重点建设刻蚀坏点预测、工艺窗口收敛与多步工艺整合等能力。业内人士认为,这类面向量产痛点的工具能力,一上可帮助晶圆厂减少流片迭代、缩短研发周期、降低成本;另一方面也将带动产业链在关键软件与工艺优化方法上的协同升级,提升先进制造环节的稳定性与持续迭代能力。 对策——以“物理模型+智能建模”提升刻蚀可预见性,形成从光刻到刻蚀的闭环优化。 据介绍,PanGen vPWQ采用混合建模思路:在物理刻蚀建模框架上引入智能网络建模,利用产线积累的测量数据进行高精度拟合,以更准确捕捉刻蚀过程中的复杂物理化学效应,并实现模型随工艺变化的动态优化。相比单一规则法或纯数据驱动方式,混合建模在提升预测精度的同时——更强调可解释性与稳定性——降低产线应用中的模型失真与泛化风险。 同时,该方案面向多步工艺特点,将相关流程整合,支持输出最终刻蚀轮廓,并在仿真阶段完成刻蚀工艺窗口验证,把问题尽量前移到流片前,便于产线提前制定应对方案。产品还配置自动目标修正等功能,在既有流程上做增量优化,降低人工调试强度,提升复杂版图条件下的图形保真度与一致性。 在产线验证层面,东方晶源表示相关产品已在客户量产线上完成刻蚀缺陷仿真与溯源验证,并在缩短研发周期、改善良率等获得反馈。此次合作也被视为其技术能力走向规模化场景应用的重要进展。 前景——从单点工具走向系统化解决方案,产业协同将决定先进节点竞争力。 当前,先进存储竞争不仅在设备与工艺,也越来越依赖“数据—模型—工艺”的闭环能力。面向未来,计算光刻与刻蚀建模的深度耦合将成为提升制造确定性的重要方向,推动工艺开发从经验驱动转向模型驱动、从局部优化走向全链路优化。随着国内晶圆厂对研发效率与量产良率要求持续提高,能够沉淀产线数据、形成可迭代模型并快速落地的工具体系,有望获得更大应用空间。东方晶源表示,将围绕先进存储工艺持续完善工艺优化解决方案体系,与产业链伙伴协同攻关关键瓶颈,提升复杂工艺条件下的预测能力与交付效率。
在全球科技竞争加速的背景下,核心技术的自主创新已成为产业发展的关键。东方晶源的实践显示,只有把技术创新与真实产线需求结合起来,才能在关键领域实现能力跃升。这不仅表明了企业的突破,也为中国半导体产业提升韧性、完善产业链供应链提供了参考。