僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克

工件臺和投影物鏡、光源並稱為光刻機的三大核心子系統。光刻機工件臺則被

視為晶片高階裝備領域“皇冠上的明珠”

。其主要功能是承載晶圓按照指定的運動軌跡做高速超精密運動並完成一系列曝光所需動作,包括上下片、對準、晶圓面型測量和曝光。工作臺

在高速運動下需達到2nm(相當於頭髮絲直徑的三萬分之一)的運動精度,它的定位精度直接影響了 光刻出來的矽片的質量。

僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克

而雙工件臺,是指在一臺光刻機內有兩個承載晶圓的工件臺。兩個工件臺相互獨立,同時執行。一個工件臺上的晶圓做曝光時,另一個工件臺對晶圓做測量等曝光前的準備工作。當曝光完成之後,兩個工件臺交換位置和職能,如此迴圈往復實現光刻機的高產能。常規的單工件臺的生產率為每小時80片,雙工件臺則可以做到每小時270片甚至300片。

僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克

目前,全球僅ASML掌握雙工作臺技術,正是因為這一項雙工作臺的技術,讓荷蘭的ASML公司成為了,世界上頂尖的晶片製造公司。

2001年,華卓精科公司創始人朱煜參與“十五”“863”IC裝備重大專項的規劃工作。朱煜是清華大學制造工程研究所的老師,帶領百餘人重大科技研究攻關團隊,面向IC製造裝備的重大技術需求,圍繞奈米級運動精度的生成,在超精密機械系統設計、超精密測量、超精密運動控制等方面,開展系統、深入的基礎理論與關鍵技術研究。主持國家科技重大專項專案及國家基礎科學研究計劃課題,研製出超精密工件臺系統、大行程氣浮/磁浮平面電機、六自由度奈米精度微動臺等半導體制造裝備核心部件,掌握了IC製造裝備包括超精密機械設計與製造、超精密鐳射干涉測量與標定、奈米精度高動態運動控制、高效能主動/被動隔振等具有自主智慧財產權的系列關鍵技術。

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朱煜教授曾先後獲得 2015年國家專利優秀獎、2018年國家專利銀獎、2018年北京市科學技術獎一等獎等多項榮譽;截至目前,發明了境內授權專利共計188餘項,其中發明專利161項;發明了美國授權專利25項;發表論文200餘篇;出版專著2本。

也正是2001年,光刻機巨頭阿斯麥(下稱ASML)推出了首臺雙工件臺光刻機,引起了朱煜的關注,朱煜敏銳地感覺到,光刻機工作臺具有重要的意義。他開始進行光刻機工作臺的研發,很快朱煜團隊研製出了10奈米同步精度的超精密運動平臺。

僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克

“我第一次看到的雙工件臺是ASML的一段展示影片”,初睹雙工件臺,即使只是影片,朱煜也被深深震撼了。“我下意識地對自己說,這就是我想要做的,中國必須掌握這樣的尖端技術!”

但是從2004到2008年,朱煜團隊沒有再得到新的科研經費,研究幾度陷入停頓。這也是為什麼朱煜要成立華卓精科的原因。在成立華卓精科之後,朱煜成功攻克了光刻機雙工作臺技術。

華卓精科是世界上繼荷蘭ASML之後,第二家掌握高階光刻機雙工件臺核心技術的企業,是全球光刻機雙工件臺唯一供應商,打破了國外公司在該領域的壟斷和技術封鎖,填補了國內該領域空白。

僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克

華卓精科與國內的光刻機龍頭廠商上海微電子保持良好的合作關係,併成為其光刻機雙工件臺的供應商,共同進行光刻機及其部件國產化的技術攻關;

華卓精科將於2021年生產可用於第四代浸沒式光刻機的DWSi系列雙工件臺,助力上海微電子攻克第四代浸沒式光刻機,中國一旦掌握了第四代浸沒式光刻機,就可以生產7nm的光刻機了。朱煜曾表示,該類雙工件臺的售價約為6000萬元。

希望中國可以多幾個朱煜,那國產光刻機追趕上ASML,將不是夢!

僅ASML掌握的雙工作臺,國產光刻機巨頭華卓精科,成功攻克