悄悄突围!中国的光刻机,到底走到了哪一步?

小鸟

咱们一个一个拆。

物镜。 这是光刻机里最“玄”的部件。光从光源出来,穿过掩模,再经过一组极其复杂的透镜组,把电路图案缩微、聚焦、打在晶圆上。数值孔径(NA)每往上推一点,透镜的面型精度、材料均匀性、镀膜工艺就要翻着跟头往上涨。国望光学(长春光机所体系)已经交付了NA0.75的ArF投影物镜,对应90纳米节点;NA0.82的KrF物镜,对应110纳米节点。SMEE这次说的是“国产自主大NA物镜”,且SSC800的110纳米制程覆盖和这个物镜能力是咬合的。这意味着在KrF这个档位上,物镜不再是一句“在研”,而是装进了整机、跑在了产线上。

双工件台。 这是光刻机产能的灵魂。一片晶圆在曝光的时候,另一片已经在测量、对准,两个台子交替上下,机器不停。华卓精科是国内唯一实现光刻机双工件台商业化的公司,全球范围内仅次于ASML的第二家做出磁悬浮双工件台的企业。它的纳米级双工件台已经适配SMEE的28纳米浸没式机型,国内市占率超过六成,与国际先进水平的差距缩到了10%以内。SMEE这次展出的平台写的是“自研双工件台”,这句话的底气,是整个国内精密运动控制链条在下面托着。

光源。 KrF和I-line看着比ArF“低一档”,但准分子激光光源的功率稳定性、脉冲频率、寿命,一样是硬功夫。科益虹源的KrF光源已经完成整机验证、实现批量供货,它同时是国内首家、全球第三家掌握40kW级ArF光源技术的企业。I-line用的是汞灯谱线,看起来“老”,但要在高产率下保持波长和能量的稳定,照明系统的均匀性和剂量控制同样是精细活。SMEE把照明系统和物镜并列放进“自主可控”的清单里,说明这一块不是短板。

这三个东西拼在一起,指向一个非常具体的结论:SMEE这次展示的不是“能不能做出来”的原理样机,而是“已经装在产线上跑了很久”的量产平台。 多台设备在国内头部逻辑和存储产线上长期稳定运行,累计流片超过一千万片,设备有效运行率超过92%。一千万片是什么概念?不是实验室里的几张测试 wafer,是实打实的商业订单在机器上走完了全程。92%的有效运行率,放在任何一座晶圆厂里,都是可以被生产主管接受的数字。一台光刻机如果动不动就趴窝,晶圆厂是不会拿自己的排产计划去陪它“练手”的。

那和国际标杆比,到底站在什么位置?

拿KrF干式这一档来说。ASML的PAS 5500/250,分辨率110纳米,套刻精度20纳米,吞吐量120片/小时;Canon的FPA-5000ES3,分辨率130纳米,套刻25纳米,吞吐130片/小时;Nikon的NSR-S307E,分辨率130纳米,套刻25纳米,吞吐120片/小时。SMEE对SSC800的表述是“整体性能跻身行业第一梯队”“关键曝光成像指标对标国际标杆”。注意措辞的克制。 没有说“全面超越”,说的是“对标”和“第一梯队”。但在110纳米这个制程节点上,分辨率指标已经和ASML的PAS 5500/250站到了同一条线上,套刻精度和生产效率在“紧密追赶”。追赶不是嘴上的追赶,是拿已经卖出去的机器、已经跑完的流片量在追。

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