填補國內(nèi)空白，南京這家企業(yè)用“細致活”助力精密加工
光刻機是芯片消費的中心設(shè)備，光刻機用的光學(xué)石英玻璃及元器件被譽為“光刻之肺”，是光刻機中必不可少的部件。
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，并運用獨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、超潤滑加工，這進一步減少了國內(nèi)與國外的技術(shù)差距，突破了半導(dǎo)體光刻機用光學(xué)石英玻璃元部件主要依賴進口的現(xiàn)狀。
日前，在晶智的消費車間內(nèi)，多臺超高精度數(shù)控加工中心與數(shù)控拋光設(shè)備正滿負荷運作，操作人員站在一旁親密關(guān)注著設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況。企業(yè)相關(guān)擔任人秦宇洋通知記者，正在加工的是用于光刻機的超精細光刻吸盤，也是公司產(chǎn)品目前可以到達的最高精度級別。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，消費出的這批超精細光學(xué)元部件的粗糙度低于0.25納米，能極大進步光刻成像質(zhì)量。秦宇洋說了一個很直觀的比喻：假如把這個元部件放大至整個嘉定區(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。
“光刻機對曝光載臺精度的請求十分高，需求準確到納米級別，位移載臺精度一旦呈現(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厘米的超精細光刻吸盤廢品，上面排布著上百個小圓孔和數(shù)道牙簽粗細的凹槽。這看似簡單的結(jié)構(gòu)，其中凝結(jié)著多年的技術(shù)沉淀和不時的技術(shù)改造 。
以前，秦宇洋就職于一家德國企業(yè)駐中國辦事處，特地擔任向國內(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，收貨周期在6個月左右。這樣一來，客戶的時間本錢增加，項目進度受影響，同時由于國內(nèi)加工工藝受限，企業(yè)的消費本錢也不斷居高不下?！鼻赜钛笳f，為了縮短交貨時間、降低交貨風險，2018年 ，他和幾位合伙人一同創(chuàng)建了晶智公司。起初，他們只是對國外進口的原資料停止粗加工之后供給給客戶，隨著企業(yè)在光刻機用高平均性石英資料上的研發(fā)才能和加工工藝不時提升，他們逐漸開端為下游光刻企業(yè)提供高精細元器件的“定制效勞”。
如何打破常規(guī)的制造工藝？秦宇洋率領(lǐng)團隊設(shè)計工裝模具，改造加工設(shè)備，對工藝參數(shù)不時停止總結(jié)。“我們用了近2年時間，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光刻吸盤，正是從實驗數(shù)據(jù)走向產(chǎn)品量產(chǎn)的一大步?！翱蓜e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，前后實驗了六批產(chǎn)品，才將應(yīng)力處置模型、工藝數(shù)據(jù)和實踐消費圓滿分離，將呈現(xiàn)問題的概率降至最低。”記者理解到，公司首批上線的8件資料，經(jīng)過2周的工期后，下線時卻只勝利了1件，其他7塊全部報廢，這可急壞了研發(fā)團隊。要曉得，每塊原資料的價錢從幾萬到幾十萬不等，宏大的試錯本錢給團隊帶來了不少壓力。經(jīng)過研發(fā)團隊和操作人員重復(fù)復(fù)盤、梳理、總結(jié)，最終在第六批產(chǎn)品下線時完成了零破損。
除了加工精度不時提升外，怎樣降低資料加工和運用過程中崩裂的風險，企業(yè)也有“獨門秘籍”。記者在現(xiàn)場看到，每塊原資料在完成第一道工序——切割后，都會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。秦宇洋說：“光學(xué)玻璃是脆性資料，粗加工后邊緣會呈現(xiàn)肉眼不可見的裂痕，假如聽任不論，就會增加精加工時的崩裂風險?！贬槍@樣的問題，研發(fā)團隊自主研發(fā)了納米粘結(jié)劑，這種粘結(jié)劑既要能很好地浸透進裂痕，又要具備強勁的拉力，足以牢牢“扯住”裂痕，阻止玻璃裂痕繼續(xù)生長，保證玻璃精加工時堅持穩(wěn)定、不碎裂?！澳壳皣鴥?nèi)可以做到這個水平的，只要我們一家。”秦宇洋驕傲地說。
據(jù)悉，晶智公司目前可以完成高精細石英資料的去應(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3億元，和2021年相比翻了一番。
