日期:2019-04-24
現代電子工業,超精密抛光是靈魂
物理抛光是上世紀80年代之前最為常用的抛光技術,但是電子工業的高速發展對材料器件的尺寸、平整度提出越來越嚴苛的要求。當一塊毫米厚度的基片需要被制成幾十萬層的集成電路時,傳統老舊的抛光工藝已經遠遠不能達到要求。
“以晶片制造為例,抛光是整個工藝的最後一環,目的是改善晶片加工前一道工藝所留下的微小缺陷以獲得最佳的平行度。”中科院國家納米科學中心研究院王奇博士向科技日報記者介紹。
今天的光電子信息産業水平,對作為光電子基片材料的藍寶石、單晶矽等材料的平行度要求越來越精密,已經達到了納米級。這就意味着,抛光工藝也已随之進入納米級的超精密程度。
超精密抛光工藝在現代制造業中有多重要,其應用的領域能夠直接說明問題:集成電路制造、醫療器械、汽車配件、數碼配件、精密模具、航空航天。
超精密抛光技術在現代電子工業中所要完成的使命,不僅僅是平坦化不同的材料,而且要平坦化多層材料,使得幾毫米見方的矽片通過這種‘全局平坦化’形成上萬至百萬晶體管組成的超大規模集成電路。例如人類發明的計算機從幾十噸變身為現在的幾百克,沒有超精密抛光不行,它是技術靈魂。”
核心技術被雪藏,國内需求受制于人
浙江湖磨抛光磨具制造有限公司發展成為抛光磨具、抛光機械、抛光液融為一體的專業廠家,企業現有員工400多人,占地面積12.65萬M2 ,總資産1.2億元.可形成年産抛光磨具30000多噸,抛光機械3000台,抛光液5000噸的生産規模,目前一座現代化的高科技磨具及其配套産品的高新技術企業行業排名、生産量和出口量居亞洲之首.
當抛光機處在高速運轉狀态時,如果熱膨脹作用導緻磨盤的熱變形,基片的平面度和平行度就無法保證。而這種不能被允許發生的熱變形誤差不是幾毫米或幾微米,而是幾納米。
目前,美國日本等國際頂級的抛光工藝已經可以滿足60英寸基片原材料的精密抛光要求(屬超大尺寸),他們據此掌控着超精密抛光工藝的核心技術,牢牢把握了全球市場的主動權。而事實上,把握住這項技術,也就在很大程度上掌控了電子制造業的發展。
日本産抛光機的研磨盤均為定制,不進行批量生産,直接限制了他國仿制;王奇也告訴記者,美國的抛光設備銷往中國,價格一般都在1000萬元以上,而且銷售訂單已經排至2019年年底,此前不接受任何訂單。