填補(bǔ)國內(nèi)空白，南京這家企業(yè)用“細(xì)致活”助力精密加工
光刻機(jī)是芯片消費(fèi)的中心設(shè)備，光刻機(jī)用的光學(xué)石英玻璃及元器件被譽(yù)為“光刻之肺”，是光刻機(jī)中必不可少的部件。
在嘉定區(qū)外岡鎮(zhèn)，一家成立于2018年的年輕企業(yè)——晶智（上海）光學(xué)儀器設(shè)備有限公司經(jīng)過持續(xù)自主研發(fā)和創(chuàng)新開辟，不時(shí)比照調(diào)整、重復(fù)迭代，最終樹立起具有完整自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的應(yīng)力處置模型和工藝數(shù)據(jù)庫，并運(yùn)用獨(dú)有的低溫氫摻雜技術(shù)和基于環(huán)拋、離子束等多形式組合加工工藝，完成光刻石英玻璃元器件的超精細(xì)、超潤滑加工，這進(jìn)一步減少了國內(nèi)與國外的技術(shù)差距，突破了半導(dǎo)體光刻機(jī)用光學(xué)石英玻璃元部件主要依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀。
日前，在晶智的消費(fèi)車間內(nèi)，多臺(tái)超高精度數(shù)控加工中心與數(shù)控拋光設(shè)備正滿負(fù)荷運(yùn)作，操作人員站在一旁親密關(guān)注著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。企業(yè)相關(guān)擔(dān)任人秦宇洋通知記者，正在加工的是用于光刻機(jī)的超精細(xì)光刻吸盤，也是公司產(chǎn)品目前可以到達(dá)的最高精度級(jí)別。據(jù)引見，研發(fā)人員將經(jīng)典拋光、高速拋光和離子束拋光等工藝停止了優(yōu)化組合，消費(fèi)出的這批超精細(xì)光學(xué)元部件的粗糙度低于0.25納米，能極大進(jìn)步光刻成像質(zhì)量。秦宇洋說了一個(gè)很直觀的比喻：假如把這個(gè)元部件放大至整個(gè)嘉定區(qū)大小，其平面內(nèi)最高與最低處尺寸誤差也不超越1毫米。
“光刻機(jī)對(duì)曝光載臺(tái)精度的請(qǐng)求十分高，需求準(zhǔn)確到納米級(jí)別，位移載臺(tái)精度一旦呈現(xiàn)問題，制造的芯片就不能用。”秦宇洋一邊說，一邊拿出了一塊直徑約30厘米、厚度約4厘米的超精細(xì)光刻吸盤廢品，上面排布著上百個(gè)小圓孔和數(shù)道牙簽粗細(xì)的凹槽。這看似簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其中凝結(jié)著多年的技術(shù)沉淀和不時(shí)的技術(shù)改造 。
以前，秦宇洋就職于一家德國企業(yè)駐中國辦事處，特地?fù)?dān)任向國內(nèi)企業(yè)供給光學(xué)石英玻璃?！皣夤镜臉I(yè)務(wù)流程普通是客戶提出訂貨需求，他們接單后開端消費(fèi)，收貨周期在6個(gè)月左右。這樣一來，客戶的時(shí)間本錢增加，項(xiàng)目進(jìn)度受影響，同時(shí)由于國內(nèi)加工工藝受限，企業(yè)的消費(fèi)本錢也不斷居高不下?！鼻赜钛笳f，為了縮短交貨時(shí)間、降低交貨風(fēng)險(xiǎn)，2018年 ，他和幾位合伙人一同創(chuàng)建了晶智公司。起初，他們只是對(duì)國外進(jìn)口的原資料停止粗加工之后供給給客戶，隨著企業(yè)在光刻機(jī)用高平均性石英資料上的研發(fā)才能和加工工藝不時(shí)提升，他們逐漸開端為下游光刻企業(yè)提供高精細(xì)元器件的“定制效勞”。
如何打破常規(guī)的制造工藝？秦宇洋率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)工裝模具，改造加工設(shè)備，對(duì)工藝參數(shù)不時(shí)停止總結(jié)?！拔覀冇昧私?年時(shí)間，終于完成了加工光學(xué)元件外表粗糙度低于1.25納米，但此前不斷停留在研發(fā)階段?！鼻赜钛笠?。桌面上這款最新款的超精細(xì)光刻吸盤，正是從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)走向產(chǎn)品量產(chǎn)的一大步。“可別小看這一塊吸盤，上面的孔大了漏氣，小了吸力不夠，最終廢品既要保證吸得住硅片，又要不產(chǎn)生絲毫磨損，前后實(shí)驗(yàn)了六批產(chǎn)品，才將應(yīng)力處置模型、工藝數(shù)據(jù)和實(shí)踐消費(fèi)圓滿分離，將呈現(xiàn)問題的概率降至最低?！庇浾呃斫獾?，公司首批上線的8件資料，經(jīng)過2周的工期后，下線時(shí)卻只勝利了1件，其他7塊全部報(bào)廢，這可急壞了研發(fā)團(tuán)隊(duì)。要曉得，每塊原資料的價(jià)錢從幾萬到幾十萬不等，宏大的試錯(cuò)本錢給團(tuán)隊(duì)帶來了不少壓力。經(jīng)過研發(fā)團(tuán)隊(duì)和操作人員重復(fù)復(fù)盤、梳理、總結(jié)，最終在第六批產(chǎn)品下線時(shí)完成了零破損。
除了加工精度不時(shí)提升外，怎樣降低資料加工和運(yùn)用過程中崩裂的風(fēng)險(xiǎn)，企業(yè)也有“獨(dú)門秘籍”。記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，每塊原資料在完成第一道工序——切割后，都會(huì)浸泡在一種特制的緩沖溶液中，經(jīng)過重復(fù)處置再送上精加工工作臺(tái)。秦宇洋說：“光學(xué)玻璃是脆性資料，粗加工后邊緣會(huì)呈現(xiàn)肉眼不可見的裂痕，假如聽任不論，就會(huì)增加精加工時(shí)的崩裂風(fēng)險(xiǎn)?！贬槍?duì)這樣的問題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了納米粘結(jié)劑，這種粘結(jié)劑既要能很好地浸透進(jìn)裂痕，又要具備強(qiáng)勁的拉力，足以牢牢“扯住”裂痕，阻止玻璃裂痕繼續(xù)生長(zhǎng)，保證玻璃精加工時(shí)堅(jiān)持穩(wěn)定、不碎裂。“目前國內(nèi)可以做到這個(gè)水平的，只要我們一家?！鼻赜钛篁湴恋卣f。
據(jù)悉，晶智公司目前可以完成高精細(xì)石英資料的去應(yīng)力處置，應(yīng)力雙折射小于2納米/厘米，產(chǎn)品已逐漸完成量產(chǎn)，遭到不少科研單位的喜愛。2022年，晶智公司年產(chǎn)值達(dá)3億元，和2021年相比翻了一番。
