90%零部件国产化的光刻机,核心自主部件是哪四块?

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进博会中国馆里,上海微电子把一台光刻机剖开摆着。透明模型里,光从光源进入照明系统,穿过掩模版,被物镜缩小四倍,落到晶圆上。这是新一代前道干式扫描投影光刻机的通用技术平台,在售机型分SSC800和SSB800两个系列。展台上是模型,官方给的是量产口径:关键零部件国产化率突破90%,已实现定型与规模化量产。上海证券报

这不是EUV,也不是浸没式DUV。SSB800用I-line,覆盖280nm及以上。 SSC800用KrF,覆盖110nm及以上。上海微电子SMEE官网

两条都是成熟制程。真正值得拆开看的,是官方点名的四套系统——高精度物镜与照明系统、高速双工件台与掩模台、一体化自动物料传输系统、高精度对准调平传感系统。上海证券报

第一块是物镜与照明。 光刻不是拿整片光去照。照明系统先把光源发出的光扩束、匀光、整形,切成一条均匀的狭缝;物镜再把掩模上的图案缩小四倍,投到涂了光刻胶的晶圆上。线宽越细,物镜的数值孔径、像差控制和镜片材料就越难。官方说,SSC800和SSB800都搭载国产自主大NA物镜。 物镜是光刻机里精度最高、也最难做的部件之一。上海证券报

光穿过掩模版之后,轮到双工件台与掩模台。 掩模台带着掩模版走,晶圆台带着硅片反向同步扫描。双工件台的关键不是“有两个台子”,而是一边曝光、一边测量:一片晶圆在曝光,另一片已经完成预对准,曝光完立刻换位。据测算,这种并行能把生产效率提升约35%。 公开资料显示,华卓精科是国内首家、世界唯二可自主研发并实现商业化生产的光刻机双工件台供应商,其已进入国产光刻机厂商上海微电子的供应链。IT时代网微博

晶圆要在产线上连续跑,还得靠第三块:一体化自动物料传输系统。 它负责把晶圆从FOUP里取出、预对准、送进曝光区,再送回片盒。听起来不如物镜显眼,但量产线上,节拍和污染控制就靠它。一台设备能不能“长期稳定运行”,传输系统是绕不过去的一环。

图案落下去之前,第四块系统要先找到位置。 高精度对准调平传感系统先识别晶圆上的对准标记,再把硅片调到焦平面内;曝光过程中,它还要实时盯住焦点和姿态。官方把这套能力叫“工艺自适应调焦调平”。 套刻精度、焦面稳定性和可用率,最后都要落到这些传感器和算法上。知乎

四套系统不是四个孤立的零件。物镜把图案缩小四倍,掩模台和晶圆台就得按四倍速度关系同步;照明把光斑切得多均匀,物镜的像差校正和传感系统的调平就得跟着配合。任何一块依赖进口,整机的节拍、精度和可用率都会被拖住。所以90%不是一个可以拆开看的数字,它更像一条链子,四段都得自己攥着。

也要把话说回来。官方说的是“关键零部件国产化率突破90%”,不是整机每一个零件都国产。90%是按零件数量还是按采购金额算,官方没有细说;剩下不到10%的清单也没有公布。这台机器做的是成熟制程,不是28nm及以下这类更先进的制程,更不是EUV。官方列的应用是功率半导体、模拟IC、MEMS,以及高密度存储、微处理器、Micro LED等。它替代的不是最先进的产线,而是量大面广的成熟产线。

真正的硬指标在产线上:多台设备已在国内头部逻辑、存储量产线长期稳定运行,累计支持产线流片超千万片,设备有效运行率超92%。 从“能造”到“能用、能扛、能复制”,这一步比多一个纳米数字更难。科创板日报

进博会上的模型是剖开的,现实里的产业链还没完全剖开。90%是一个阶段性坐标:四套核心系统已经握在自己手里,接下来才是向ArF浸没式、先进制程和EUV继续走。先把成熟制程的每一片晶圆跑稳,才有资格谈更先进的光。

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