第四代光刻机应该是个什么样子?应该具备那些参数?这些东西,此时都已经装在了赵烨的脑子里。
首先,光刻机,顾名思义,要有光。
光是激光,而能用于工业生产上的激光,也就是那么几个波段。目前来讲,赵烨他的应用的还是跟二十年前的一样的高压汞灯。
只不过这种灯也更新换代好几次了,提供的激光波长如今已经到了436nm。光源的波长,直接影响着芯片工艺的制程。
简单理解,这个波长就好比凿子的宽度,你想用一厘米宽的凿子,凋刻半厘米宽的线。这几乎是不可能的。
这里用几乎,当然就有特殊情况了。就比如赵烨他们搞得浸入式技术。在晶圆表层注入一毫米纯净水,利用水对光的折射,进而改变激光的波长。
这个技术,目前还是国内光刻机行业的绝密,所有接触和知道这项技术的人,不客气的讲,都在保密部门的监督下生活着,只不过他们自己不知道或者装作不知道而已。
说这些,是因为赵烨想要提高制程工艺,第一步要解决的就是光源的问题。
高压汞灯还能在进步几个波次,这项技术,还没有到达他的极限。
对于没有嚼干净味道的口香糖,赵烨是不会轻易吐掉的。所以第一个任务,就是攻克高压汞灯的极限。把436nm和365nm波长的激光,做到工业生产的级别。
有了波长436nm的光刻光源,赵烨就能把利华当前的制程工艺提升到800-1200nm之间。使得利华高端芯片的制程,全面进入纳米级别。
他的第二波次,是把制程进步到350-500nm。相应地要用到更短的波长,即365nm的光源。
而刚好436nm和365nm分别是高压汞灯中能量最高、波长最短的两个谱线。如此一来,不但能更高效的进行工业化生产,还能大大提高芯片的性能。
赵烨计划用这两个波次的高端芯片,直接冲击目前的芯片市场。只要两个波次的时间把握好了,赵烨有信心,就这么一下,市场上的光刻机生产商,最少得倒下一多半儿。
完善和研发成熟的高压汞灯这项任务,落到了近些年来,主攻激光灯泉教授头上。赵烨这次没有“吝啬”,该给的方桉都给了众人。现在已经没有保留的必要了,他最新的方桉,已经准备放弃汞灯的路线,开发全新的光源系统。
新的光源系统组,毫无意外的落到了欣然的头上。这个今年才24岁的小丫头,目前正在准备结婚。赵烨为此亲自找到慈教授,让他去做他孙子的工作。接下来的一到两年,他是不准备给欣然走出实验室的机会了。
“欣然,还有诸位,接下来,你们的新项目,是开发一种准分子激光,利用这种准分子激光,得到大功率的,能进行光刻的深紫外光。当前,你们的任务就是把这种激光做出来。做出来以后,我们再在其中,选出我们可以利用的波长。”说完,赵烨就开始给他的学生们发资料。
看着文件上的信息,就连欣然也感到头皮发麻。这种技术要求太高了,目前看来,就跟外星科技一样。
欣然只是震惊了一下,就赶紧收敛心神,认真的听赵烨讲解技术难点和细节设想。
在赵烨的讲解中,欣然等研究员,骇然的发现,赵烨这个导师已经把制程精度定在了350nm以下了。这意味着,他们要研发的光源波长,不能超过也300nm。事实也正如如此,赵烨给出的目标是两个波段的要求,248nm和193nm。
这个要求,已经达到他前世九十年代末和新世纪初的技术水平了。可想而知,在当下的八十年代初,各方面的理论基础都不完备的情况下,这个项目组要面临怎么样的困难。
不过这并没有让这帮研究员们气馁,因为他们也不是特别清楚这到底意味着什么。他们只知道的是,他们的导师回归一线了,他们又能愉快的攀爬技术高峰了。
这帮人对赵烨的信心,简直比赵烨对系统爸爸的信心还要足。
光源只是第一步,当然也是最重要的一步。没有这个基础,其他的东西想都不要想。
在给光源组布置好了任务以后,赵烨下一个目标就是透镜组。
此时赵烨他们应用的透镜,是川省一个光学仪器研究所的产品。在他们应用的光刻机上,这些透镜组有大大小小几十个,重量加起来绝对超过上千斤。
而即便是这样,赵烨依然又给出了更高的要求。透镜本身也是要消耗能量的,如果即能提高镜片的透光度,又能保证镜片研磨的平整度,还能减少对特定波长激光的损耗,就是摆在研究员和技师们面前最大的困难。
对于透镜组来讲,不单单是需要好学问的研究员,更加需要好手艺的技术工人。
就比如磨镜片,目前基本都是手工。就目前赵烨他们的要求来讲,对于直径三十厘米的镜片,平整度的误差范围是不高于三微米。
这个要求,任何的机器都基本没戏,只能依靠工人的双手,一点点的去感觉,去打磨。在这个领域,基本没有任何机器能代替人的双手。而且,现在是这样,再过四十年,依然是这样。
在精细化方面,机器一直无法超越人类。
为此,赵烨专门向上级申请了,要把这个研究所,并入利华集团来。这个研究所的人员并不会被转移到京城,那样只能毁了这个研究所。
他要做的就是在以后的日子里,保证这个研究所的经费,照顾好这些,生活在大山深处的匠人们的生活。
他们需要的是安静,平澹,繁华只能让他们的心变得浮躁,进而影响到他们的手。
可能这很残忍,但任何职业都有牺牲。赵烨能做的,只是让这种牺牲变得更值得。
对于光刻胶,赵烨只是把光源组那边的研究目标告诉他们,让他们分别研发相应的光刻胶。对于这个,其实赵烨是最有把握的。安排专门的项目组,也是为了培养队伍。总不能没次都是他自己来吧!
等着些事情都安排妥当后,赵烨就只剩下另外一个困难了,那就是自动化控制。
目前的光刻机,已经基本脱离了人工操作的范畴。无论是效率还是精度上。人工操作都不能再适应新的要求了。
这一块,对于赵烨来讲,才是最难的部分。
在当下,曾经拒绝自己的京一机已经废了。十年以来,他们几乎就没有过任何的进步。生产的东西还是老一套,任何的技术进步都看不到。
沉机好一些,但也就是好一些。因为有很多的军工任务,多少还保持着一些技术进步。但是在自动化控制这一块,也是多年没有过升级。如今他们就是想把这一块捡起来,多少页有点费劲,因为不仅仅是技术出现了断代人才同样有断代。
目前来讲,赵烨想要在这块搞技术研发的话,只有两个选择。一个是镇南的自动化研究所,另一个就是前几年成立的西二机。
目前来讲,自动化所胜在技术研发能力,西二机胜在技工队伍和一线经验。赵烨是个成年人,所以他的选择是都要。
这两家单位跟赵烨的交情都不浅,所以赵烨的求援电报一发出,两家都排出了自己顶尖的力量,进行支援。
其实,这个光刻机整体应该是个什么样子,赵烨已经心中有数了,甚至于,其中的技术难点和解决方桉,他都靠着系统给整理出来了。
在他的虚拟实验室里,这些都不是难事,真正的难点是,如何把这些东西变成实物。变成实实在在的生产装备。
再一个全新的试验车间里,两家派来的队伍都集中在了这儿。他们要做的第一件事,就是给自己的设计搭建一个可靠的平台。
在以往,或者说在赵烨前世的时候,设计和生产几乎可以放在不同的地方。
比如一台设备,设计师可以坐在写字楼里,在电脑或者图纸上,尽情的构思,计算。然后一点点的实现设计要求中的能力,解决实际应用中的各种困难。
但在赵烨这里,这个是行不通的。
原因很简单,你可以把图纸画成这样,但是工厂不一定能生产出来。如今赵烨他们做的,几乎已经超越了目前世界主流的生产加工能力。在国内的话,连台像样的精密机床都没有,你的设计图再好,也不一定能实现。
所以怎么办呢?先在理论上,完成一个基本的设计思路,证明这个方法是能够实现功能要求的。然后再根据这个设计思路,确定需要的装备。能买的买,不能买的造。这还不算完,在这些事情之前,大家还要先搭建一个实验平台,证明一下各个子项目的理论是不是能够成型,是不是正确的。
这还是只是机加工方面,具体到测量,控制系统,各种传感器等等一系列的问题,都要他们这些人独自啃下来。
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