大国重器(大国工业)(校对)第384部分在线阅读

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  光刻机第一道关卡,被众人轻松越过!
第四百九十六章
此生无憾
  透镜的研发成功只是第一步。
  光刻机的制造难度极大,但主要的拦路虎一共有四条。
  第一是制造精度要求极高,一台光刻机数万个零件,要求的制造精度最少也是微米级,绝大多数精密部件要求精度达到亚微米级,极少数超高精密零部件的加工精度需要达到100纳米~200纳米。
  这样高的精度,以国内现行的加工技术,根本做不到。
  人力有时而穷,八级技工的手工打磨最高精度仅能达到亚微米级,就算秉持着十年磨一剑的精神,也磨不出精度只有100微米的极高精密零件。
  不过对于钢铁城来说,这已经不是问题。实验工厂新研发的自动车床、铣床、磨床等一系列加工设备,均达到了最高精度一百多纳米的水平,完全达到了个别超高精密零部件的加工要求。
  第二个是高透光度的透镜。
  第三个拦路虎,则是光刻机的行动部件。
  最后一个,就是短波激光光源。
  芯片光刻,是通过工作台的移动,来改变光刻聚焦,对光刻胶进行刻蚀。它的运动控制部件优劣,直接决定了光刻的精度,而移动速度,又决定了产率,可以说是光刻机最核心的子系统。
  要保证最佳的对焦调整,工作台的最小移动距离必须非常小,最好是一个纳米一个纳米移动。
  实际制作中当然达不到这样的精度。
  以飞利浦最新款的光刻机为例,它的最小移动距离实际只有300纳米。加上光源波长,它的光刻效果,最小线宽达到了三百五十纳米。
  其他厂商差不多也是同一水平,有区别也差距不大。
  这就是当前国际最先进的光刻机制程能力。
  所谓一代设备,一代产品。
  最新的奔腾2266处理器,采用的就是350纳米线宽的制程工艺。
  白云天进入到实验室,对李莲道:“你们这边进度怎么样?”
  “非常顺利!”李莲给了他一个笑脸。
  她带领的小组,负责制造光刻机最关键的工作台子系统,其中最重要的就是运动部件。
  为了保证运动的稳定性,移动部分不是普通导轨,而是空气悬浮导轨。
  从制造难度来说,它不算太大。
  无非是一两百纳米的加工精度,对才鸟枪换炮的钢铁城来说一点难度也没有。
  之所以它会成为光刻机研制的拦路虎,还是因为导轨设计需要运用到非常高深的流体力学知识,才能验算出怎样设计才会将气流对工作台稳定性的影响降到最低,从而设计出满足工业需要的产品。
  偏偏这一点,对白云天最不构成阻碍。
  谁让他有《制造史回顾》!
  从科研的角度来说,这时代的其他人就好像盲人在旷野中摸索。
  他们要很小心才不会路上的沟坎、障碍物绊倒,然后还要努力分辨前方究竟是悬崖,还是崎岖难行的山路,亦或是高不可攀的山峰。
  只有通过空气流动、潺潺水声,他们才能花费巨大代价,找到一条前进的道路。
  但即便如此,也许跟着水流、空气前行,还是会走入死胡同,不得不又退回到起点,重新寻找别的途径。在这个过程中,他们也尽可能与其他探路者相互交流信息,告诉别人某条路可能走得通,某条路是死路,让他们不要再去尝试。
  人类文明每前进一步,都艰辛无比。
  但白云天不同。
  他就如同开了全图的玩家,一落地,就对四面八方的道路有着完整的认知,绝对不会走错。
  决定他前进速度的,从来不是寻路的过程,而是有着怎样的交通工具。
  他可以一直走在正确的道路上,偶尔步入一个岔路,在地上捡到一点不知道谁丢的钱。随后,他就可以用这钱去买一辆自行车,在接下来的路上骑得更快、更轻松,还有空看看美丽的风景。
  光刻机的制造就是这样。
  其他光刻机巨头,需要投入重金,请最优秀的研发人员,用最好的研发设备,潜心研究数年,中途还要用利益跟其他人交换技术,才能艰难地前行一步。
  然而白云天不需要。
  他在一开始,就清楚地知道自己在做什么样的东西,如何去做。
  只要自己的技术够了,不需要试多少次,就能将东西做出来。
  这对这时代的其他科研人员是不公平的。
  但这世界,从来没有公平!
  落后就要挨打,这是永世不变的至理箴言!
  白云天从来不需要顾虑他人的感受,他只是根据自己的目标,坚定地走在自己的路上。
  透镜、工作台很容易就做了出来。
  并且他还根据后世设计,对工作台做了巨大改动,将惯常的一个工作台,改为了双工作台。
  当一个工作台正在进行光刻工序时,另一个工作台则提前进行晶圆片更换、定位、微调、测量等前序工作。当那一个工作台完成光刻,两个工作台换位,立即就能进行下一道光刻工序,极大地提升了光刻效率。
  光源部分,是唯一没有自造的。
  毕竟汞灯只是光刻机光源,波长统一为365纳米,其制造难度并不是特别大。国际市场上的供应商很多,全面禁止对华出口的难度较大,很容易买到。
  白云天为了省事,也就没自造,而是通过国内,直接购买了一套。
  但是他还是做了小幅改进。
  就是用将目镜浸入纯净液体中的方式,对光束波长进行一定幅度的折射,从而达到聚焦效果。
  在后世,这叫浸入式光源。
  现在各大光科技厂商正在就此技术,进行实验室研究阶段,尚未投入实用。
  既然白云天手里有完整的技术,浸入式光源又能小幅改进光源聚焦,那又为何不用?
  实际使用效果很好。
  采用了浸入式光源技术以后,364纳米的光束波长被约束到了312纳米!
  比之英特尔使用的350纳米技术,提升了近40纳米!
  在白云天的亲自指导监督下,有李莲、华新等人直接领导,光刻机的制造进度快得惊人,透镜、工作台子系统、光源等最大的技术难点,一一被轻松攻克。
  经过两个月的技术攻关——其实就是逐步熟悉制造工艺,一台双工位,最大晶元刻蚀尺寸为200mm的光刻机就顺利建造完成,顺利得让所有参与制造的技术人员感觉如在做梦。
  “这就做好了?”
  当最后一块挡板合上,螺丝拧紧,对光刻机通电系统测试通过,白云天宣布光刻机研发成功,其他人还是不敢相信这个事实,不由窃窃私语。
  连下料到解决一个个技术问题,制作出子系统,再到总装,两个月就做出一台这时代最先进的光刻机……
  这可能吗?
  就算国内光刻机厂家,有现成图纸、熟练工,做一台出来也不止这点时间吧。
  “行不行咱们试试不就知道了。”白云天看着众人表情,笑了笑没有解释。
  有他带着一种接受了高端制造技术知识注入的新人亲自参与,两个月制造一台光刻机算什么。
  要不是没有专用机床设备,哪要得了两个月!
  像专门制造光刻机的ASML,一年就要卖几十上百台光刻机出去。
  两月一台?
  这么慢的生产速度,早就破产倒闭了!
  光刻掩膜板早就做好了,这是白云天、李莲亲自动手做的,达到了钢铁城当前技术极限。
  掩膜并非只有一个,而是一套。
  光刻是个工序多达上百道的漫长加工过程,一道工序,可能就只有极微小的改变。逐步刻蚀掉需要加工部位的光刻胶,然后通过沉积、离子注入等方式,在硅晶元基片上生成所需的元器件、连线等不同部件。
  因此整个过程是支离破碎的,每一次光刻都只针对一道工序,经由数百道工序之后,才会制造出一个包含了所有晶体管、电阻、电容等各种元器件的裸晶片。
  由于工序漫长,每一道工序的掩膜必须严格对准,误差不能超过几个纳米。否则就会出现错位,导致沉积、注入不到正确的位置,制造失败。

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