刻在时光里的岁月

吉力

上世纪七十年代日立公司（HITASHI)推出了P24型十二英寸集成电路黑白电视机。全机采用六块集成电路，实现了较高的集成化水平。　　1977年6月份，国家广播电视工业管理总局去日本考察带回了一部日立公司的P24型十二英寸集成电路黑白电视机、六块集成电路和一些简单的性能参数、内电路图，还有一张P24型电视机的电路图。为了加快我国集成电路电视机的普及。四机部希望国内元器件生产厂家能设计、生产我国自己的P24集成电路。 1977年下半年我们742厂在四车间开始研制P24六块集成电路。同时对西大楼进行净化改造，为以后的批量生产做准备。西大楼改造完成后成立了六车间。并调集了厂里一批技术骨干研制和批量生产P24集成电路 参研P24黑白电视机集成电路的技术人员有： D1144 图像中放：居海祥、华瑞康 D1167检波、视放：王道修、宋根兴 D1166行扫、行推动：桑宇清、杭中毓 D581场扫：李国梁、于保良、华瑞康 D582电源：李华国、宋根兴 D583伴音：潘锦炎、杭中毓　陈郁文:负责外延片生产技术。 袁克明:负责后道塑料封装技术。 P24集成电路的成功开发为1978年10月我厂争取到四机部彩电集成电路引进线提供了技术支持。参与研制的大部分技术人员在此后的彩电集成电路引进工程担任了各级技术主管和领导。 　　1981.7月我随前工序赴东芝公司实习回国后在西大楼六车间光刻工作了几个月。此时六车间已将前工序的氧化、扩散、蒸发、光刻集中在一起，由于缺乏大生产管理经验，每道工序的工人只干自己所属产品的相关工作。如果稍加调整，以大工序为生产班组，细分工种，让每个工人做专一的工作，可以将条线管理转变成生产效率高的块块管理。 净化改造后的六车间光刻此时已全部换装了上海劳动牌光刻机，涂胶、显影、刻蚀全部配置了排风柜。文明生产环境大为改善。 1982.2月厂里分来了恢复高考后的第一批77级大学毕业生，结束了文革后技术队伍断代的问题。 1982年春季，引进线前工序生产车间S栋即将进入内部管线铺设，这时我奉调进入S栋生产准备科开始光刻工序的生产准备工作。部属华东安装公司的工程技术人员在车间内各工序紧锣密鼓地进行着最后的工程收尾施工。在对光刻间钢格栅地下净化循环空间进行最后喷涂处理时，安装工人在密闭的环境下用有毒的三氯乙烯溶剂擦拭钢架，在没有防护措施的情况下工人们只能轮流下去工作几分钟再上来。他们这种工作态度令在场的我肃然起敬。 当车间地面铺上进口的塑料地板，全部照明灯光打开的瞬间，一个崭新的、宽敞明亮的、充满现代气息的新车间展现在眼前。在这儿我们将开始中国第一条现代化集成电路生产线的新征程。 　　不久从西大楼六车间陆续抽调了十几位员工进入S栋光刻开始做生产准备工作。其中中专以上学历达到50%，这个平均年龄二十几岁的年轻团队充满朝气和青春活力。 在设备尚未全部安装到位之前，大家的主要任务是学习各项规章制度和做清洁工作。分到光刻的刘松涛回忆那段经历时说“当初我们9个77级大学生先到S栋，潘振华副主任带领我们打扫净化车间卫生，他吩咐我们用毛巾蘸三氯乙烯擦墙壁和地板，我们被三氯乙烯熏得难受极了，最后都躺在地上休息”。这是因为高浓度吸入三氯乙烯会抑制中枢神经系统，引起头晕、头痛、心悸、恶心、乏力等症状。许多在S栋工作过的人可能都有这种难忘的经历。 S栋作为集成电路引进线的前工序引进了从拉单晶到成品测试全套先进设备。并借鉴日本东芝公司的生产管理模式成立了车间，以主要工序为生产班组，班组内按工艺流程设置单一工种。生产效率高，管理精细。我担任了光刻的技术主管全面负责光刻的技术工作。编写工艺文件，配合外国设备技术人员调试设备，进行工艺试验，拟定标准化的光刻工艺参数，解决生产过程中遇到的各种技术问题。 以前光刻的工人师傅都是凭经验手工操作，没有统一的工艺参数，没有严格的质量标准。大家都是在显微镜（最大400倍）下检查光刻图形质量，重复性、一致性很差。现代化大生产则需要针对每次光刻的特点制定严格的工艺参数，确保重复性高度一致。引进线配备的万倍级电子扫描电镜（Scanning Electron Microscope)可以帮助我们在做工艺试验时对各种样品的表面形态进行定量分析，精准评价光刻工艺质量。引进线理化分析室配套的各种检测仪器大大丰富了我们的实验检测手段。 当设备安装就位后设备供应商会安排工程师前来调试设备。记得英国专家Day先生来调试美国通用公司的光刻机时，他西装革履一副英国绅士模样，他为人彬彬有礼，干活慢条斯理，每隔一、两个小时就要到休息室抽烟喝咖啡。抽空还会去上海度假。每当遇到设备故障时他最常用的解决方法就是更换电路板。几台光刻机前后化了三个多星期才调试完毕。当我们的设备工程师接手设备维护工作后，他们排除故障的能力远超外国专家。 引进线前工序S栋外貌。 　 S栋在各工序生产准备全部完成以后开始了流片通线工作。流片使用了日方提供的抛光片。全流程使用我方技术人员拟定的工艺参数进行生产。通线时的日方联络官是川内先生，他胖胖的，性情敦厚、为人谦和，他常驻华晶宾馆（当时叫外招）协调推进引进线的通线工作。试生产流片进行的非常顺利，前两块集成电路的中测良品率接近100%。。当时负责S栋前工序主要技术人员有：车间主任：孙瑞楠技术副主任：陆诗庄单晶硅：技术主管李克尧 工艺技术员刘尉切磨抛：技术主管钱阿夯 工艺员王伟德、外延：技术主管陈郁文 工艺技术员秦舒氧化扩散：技术主管孙炳华、吴云铭 工艺技术员李建峰、张建生、 CVD: 技术主管沈元权、桑宇清、 宋银根、赵宏章 工艺技术员赵青、戴红义、 陈柱平、杨建益光刻：技术主管周勋 工艺技术员刘松涛、范成建、 胡浴红、赵英芬蒸发：技术主管吴广尉、袁克明、潘景炎 工艺技术员周端制版：技术主管张浩仁、李立芳、游树达 工艺技术员范建超、赵丽新中测：技术主管华瑞康、徐关林 工艺技术员蒋建安 注：在S栋的还有CAD和理化分析，这两个部门云集了众多优秀技术人员。但不参与前工序流片工作。 1983.3月S栋前工序引进线正式验收投产，设计年产彩电用集成电路2600万块。这将让更多的国产彩色电视机走进普通百姓的家庭。 这是S栋全体员工在本厂外招庆贺前工序验收投产。 　　工厂的集成电路引进线一直备受党和国家领导人的高度关注，曾经有几十位国家级领导人先后亲临S栋引进线视察。由于前工序是超净厂房，为减少对厂房洁净度的影响，大部分领导人都是在非净化区和走廊观察窗视察生产线。1984.12.12日赵总理和随行人员视察了S栋前工序净化区生产现场。当进入光刻100级净化区时，由于穿的连袜超净服走在格栅上硌脚，总理走了两步就停了下来。随行人员一时陷入为难之中，这时我迅速脱下自己的工作鞋给总理穿上，总理穿着这双工作鞋顺利视察完了整个前工序。 1986.1.9日李鹏副总理也来到光刻工序现场视察，他平易近人和蔼可亲，当走进光刻间就伸手和我这个普通技术员亲切握手，记忆中这是我握过最柔软的一双手。李鹏副总理随后仔细参观了光刻的涂胶，曝光和显影过程，并详细倾听了陪同领导的详细介绍。 　在工作之余，光刻班经常组织郊游活动。积极打造一个团结、和谐的工作团队。 　　这是1983.4.24星期天光刻班在太湖十八湾电影胶片厂附近湖边郊游野餐。 　　这是1983.5.22日光刻班在鼋头渚光明亭旁郊游野餐。几位妈妈还带上了她们的小孩。 　　随着生产规模的不断扩大，每年都有新员工补充进来。光刻的姑娘们大多是高中以上学历，他们聪明伶俐，思维敏捷，能够很快掌握操作技能。她们每天以饱满的工作热情在岗位上忙碌。她们活泼开朗，笑声是班组最动听的旋律。她们关系融洽彼此像姐妹一样亲密。还有班组里那两位性情温和的暖男（工艺技术员刘松涛、范成建）默默呵护着这片花园。使班组的氛围显得更加轻松自在。 光刻的姑娘们年轻漂亮充满青春活力，她们是车间里一道亮丽的风景，又是班组生产的主力军，她们用自己的勤劳和汗水为企业发展贡献了自己美好的青春。 　　这是光刻姑娘们经过风淋清洁后进入100级超净光刻间。 　　在八十年代爱美的光刻姑娘们就打扮时尚，她们的服装色彩艳丽。 　 　　根据我国微电子工业与国际水平差距很大的现状，电子工业部李铁映部长指示“一家引进，多家受益”，要求我厂毫无保留地向全国同行推广5um生产技术，让全国的半导体企业从落后的作坊式小生产转变成先进的现代化大生产。为此我们各工序技术主管在华晶宾馆面向全国几十家工厂、科研机构的上百名技术人员做专题技术讲座，毫无保留地传授生产经验。同时还配合电子部情报所录制了教学录像，与清华大学、南京工学院合作编写了“集成电路制造技术-原理与实践”一书供全国同行业借鉴，让全国在校的半导体专业学生了解和掌握半导体器件制造和生产的现代化大生产技术。（引自李铁映部长为此书写的序言） 　　举办光刻技术讲座 　　拍摄光刻技术教学录像 　　光刻间拍摄教学录像现场 　　1987年出版了742厂和清华大学、南京工学院共同编写的 “集成电路制造技术-原理与实践”一书。 　　1985.6.26日，电子部无锡742厂与电子部第24研究所无锡分所联合成立无锡微电子科研生产联合公司。两强联合后的第一件大事就是在S栋联合研制64K存储器。该64K存储器由24所设计，采用3um工艺技术，集成了一千多个元器件，属于大规模集成电路。联合研制计划在S栋前工序流片，但引进线是5um生产技术，它与64K3um工艺存在难以逾越的技术代差。 在半导体产业中，光刻技术处于核心地位（至今高端光刻机仍被欧美卡脖子）。当时国外厂家已普遍使用分辨率高、对准精度高和图形缺陷少的步进投影光刻机（DSW）生产大规模集成电路。为了进口DSW黄兰芳副厂长曾率我们有关人员就进口日本尼康分步投影光刻机和日方进行了数轮谈判，记得有一天双方整整谈了一个通宵。最终还是因为巴黎统筹委员会的限制无法进口。 当时中国科学院平谅光机所研制出一台步进投影光刻机，电子部指示我厂派技术人员去验收这台光刻机。设想用这台DSW光刻机试制64 K大规模集成电路。我和电气工程师王浩清，机械工程师王人悦专程去平凉光机所鉴定、验收这台步进投影光刻机。 　　平谅光机所是中国科学院六十年代建设大三线时内迁过去的光学设备研究所，八十年代中期甘肃平谅还是贫困地区。从我们在食堂用餐就可以感受到那儿的生活条件非常艰苦。由于受工艺条件限制，我简单做了正胶3um分辨率试验和对准精度试验。这两项实验数据尚可，但整台光刻机工作状态不稳定，运过来以后因缺乏专业维修力量始终无法投入使用 和机械工程师王人悦，电气工程师王浩清完成平凉光机所DSW光刻机鉴定后在西安大雁塔大慈恩寺。 　　为了克服缺乏专业设备的困难局面，我和厂所参与联合攻关的光刻技术人员齐心协力共同拟定了在现有设备上完成64K光刻的工艺路线。由于64K单个芯片面积大，如何提高每次光刻的图形完整率成了我们面临的最大难题。假设能将每次光刻的图形完整率控制在70-80%左右，经过N次光刻后最好的结果可能会有5-10%左右的完整芯片。 每一次64K流片都要花费昂贵的费用，每一次光刻过程中只要在芯片图形上留下一丁点的缺陷就会报废整个芯片。为了减少接触曝光时产生胶面破损，我们使用了胶面保护和掩模保护技术，并挑选了最棒的光刻机操作能手在对准时尽量减少接触次数。硬是用接触式光刻刻蚀出了完整的64K大规模集成电路芯片。 1986.5.12号64K存储器流片成功，芯片测试各项参数达到设计要求。最好的单片良品率与我当初的设想基本一致。为了这一天，六十多岁的电子部元器件公司武尔桢总工程师长驻华晶宾馆半年多指导推进厂所联合攻关。这更像是完成了一项重大的政治任务。现在没有人能理解当时在不具备科研生产条件的情况下企业会化巨资去做一项没有经济效益的研发。 历经艰难64K联合攻关终于完成，我们如释重负。感谢我的团队刘松涛，范成建。还有24所的苏巍和姜鸿。大家在平凡的岗位上默默地做了一个光刻人足以自豪的工作。 　　1985年6.25日我们742厂的彩电集成电路引进工程通过了国家验收。工厂成为国内集成电路产量第一的大厂。到1987年全年生产集成电路3003万块，占全国集成电路总产量的50%左右，超过了工程设计产能。工厂这几年的高速发展产生了很好的经济效益。职工福利待遇也在全市名列前列。其间为了增强一线员工的身体素质，厂工会组织了两批老职工赴青岛疗养。 　　1986.7.24-8.5在青岛疗养院。 　　1990.5.6日S栋技术人员赴江阴远望号和黄山炮台游览。这个群体中许多人后来成为国内微电子行业的佼佼者。 　　当生产线一切步入正常运行轨道后我们又将目光投向开发新工艺，提高产品质量和经济效益。 在引进的彩电4片机集成电路生产技术中有一种采用OCD加二氧化硅作为绝缘介质的双层布线工艺。当时国际上刚开始使用聚酰亚胺作为芯片表面纯化。鉴于聚酰亚胺优异的绝缘性能，经过实验和摸索，我们解决了将聚酰亚胺作为多层布线绝缘介质时遇到的诸多难题，最终将这项新工艺成功替代引进工艺用于生产彩电集成电路。电子部技术评审委员会评价“这是一项国内自行开发的将聚酰亚胺作为多层布线层间介质应用于集成电路大生产的新工艺”。1988年该课题获得了电子部科技进步三等奖。而更深层次的意义是我们这一代光刻人有敢于追逐国际先进水平的追求和自信。 　　1989年8月8日厂所联合成立了中国华晶电子集团公司，下设双极电路总厂、分立器件总厂、动力总厂、工模具中心和中央研究所。1990年下半年我结束了在S栋生产一线的工作。调入双极总厂技术科从事新品开发管理工作。 　　1992.3.7日技术科全体同仁在梅园赏梅。 　　1996年我借调到江苏省商业厅从事外贸工作。2002年正式离开华晶。在厂30多年也算是华晶的老员工了。虽然这些年去过欧洲，美洲，非洲和亚洲的一些国家和城市，但最让我魂牵梦绕的还是无锡华晶S栋那个泛着黄光的光刻间。我真想回去看看。 　　1999年在布拉格机场。 　　2002年2月28日华晶融入华润集团成立华润微电子有限公司。 2016年6月16日，我们五位同学在范成建总工程师（我调离后由他接任光刻技术主管）和苏巍总经理（他是当年24所来光刻和我们一起参加64K大规模集成电路联合攻关的工程师，时任华润上华科技有限公司总经理）的安排下我重新回到了阔别20多年的无锡华晶，参观了S栋现今的6吋生产线和华润微电子上华公司的8吋生产线。感叹光刻技术已从当初的微米级提高到了几十纳米的水平。 　　参观老S栋最大的感受是原本宽畅的车间现在被各种设备挤得满满当当，设备的自动化程度高了，操作人员大幅减少。 　　无锡上华科技公司8英吋生产线是华润微电子在新区新建的生产线，工艺水平和自动化水平更高。 　　观看华润微电子上华科技公司规划模型。 　　此时我最想念的还是那些一起共事过的光刻老同事。2017年11月11日我组织了S栋光刻员工大聚会。 　　S栋光刻老中青三代欢聚一堂。 多年不见你还好吗？重逢的喜悦溢于言表。 　　这是1982年第一批进入S栋光刻的元老。 　　他们是1983年加入光刻。 　　他们是84年入职光刻。 　　他们是85年来到光刻。 　　他们是87年融入S栋光刻团队。 　　这是2017年在S栋光刻工作的年轻一代，光刻自有后来人。 　　要给光刻的专职摄影师范成建（左3）点赞。是他用相机给大家留下了几十年间许多美好的瞬间。是他用自己的工作能力和性格魅力获得了众人的赞誉。 　　联欢活动现场热闹非凡，歌声、音乐声、笑声、掌声和喝彩声交织在一起。大家尽情地享受着这个欢乐的时刻。 　　我唱了一首《情缘》表达我们共同的光刻情缘。 　　时光不老，我们不散。 　　如今当年在S栋共事的同事都已退休。华晶老厂区也破旧不堪面临搬迁。一切过往都将成为记忆，新旧交替是历史的必然。 下面是一组2024.11.16日去华润微电子公司打乒乓时拍摄的厂区照片。 　　厂区中央大道南端。 　　厂区中央大道北端。 运河西路东大门厂区。 　　原S栋厂房。 　　华润微电子目前是国内领先的IDM半导体企业，和当年的华晶一样具有从产品设计、制造，封装测试全产业链。建在重庆最先进的12吋晶圆产线月产3万片晶圆，全新主流设备占比达95%，配备了全球顶尖品牌天车系统及自动化排产系统，结合自动化立体仓储，实现了行业领先的无人化工厂。 愿华润微电子接力华晶再创辉煌，祝所有的华晶人幸福快乐！