亟待攻克的核心技術(shù)

在茫茫宇宙中，一個類金屬合金宇宙探測器以超光速掠過，它由被強互作用力鎖死的質(zhì)子與中子構(gòu)成，因表面絕對光滑而可以反射一切電磁波，并且無堅不摧……這是劉慈欣在科幻小說《三體》中提到的一種名叫“水滴”的宇宙飛行器。

事實上，人類對“絕對光滑”的追求也已經(jīng)從科學幻想轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`，比如推動“集成電路變身革命”的超精密拋光技術(shù)。像《三體》中描述的一樣，當前最為先進的化學機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）技術(shù)也已進入原子尺寸級。而當電子工業(yè)強國爭相攀登或到達這一工藝巔峰之時，我們卻還只能仰望。

現(xiàn)代電子工業(yè)，超精密拋光是靈魂

物理拋光是上世紀80年代之前最為常用的拋光技術(shù)，但是電子工業(yè)的高速發(fā)展對材料器件的尺寸、平整度提出越來越嚴苛的要求。當一塊毫米厚度的基片需要被制成幾十萬層的集成電路時，傳統(tǒng)老舊的拋光工藝已經(jīng)遠遠不能達到要求。

“以晶片制造為例，拋光是整個工藝的最后一環(huán)，目的是改善晶片加工前一道工藝所留下的微小缺陷以獲得最佳的平行度。”中科院國家納米科學中心研究院王奇博士向科技日報記者介紹。

今天的光電子信息產(chǎn)業(yè)水平，對作為光電子基片材料的藍寶石、單晶硅等材料的平行度要求越來越精密，已經(jīng)達到了納米級。這就意味著，拋光工藝也已隨之進入納米級的超精密程度。

超精密拋光工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中有多重要，其應用的領(lǐng)域能夠直接說明問題：集成電路制造、醫(yī)療器械、汽車配件、數(shù)碼配件、精密模具、航空航天。

王奇說：“超精密拋光技術(shù)在現(xiàn)代電子工業(yè)中所要完成的使命，不僅僅是平坦化不同的材料，而且要平坦化多層材料，使得幾毫米見方的硅片通過這種‘全局平坦化’形成上萬至百萬晶體管組成的超大規(guī)模集成電路。例如人類發(fā)明的計算機從幾十噸變身為現(xiàn)在的幾百克，沒有超精密拋光不行，它是技術(shù)靈魂。”