我的學習群裡全是真大佬 第32章

　　這次盃賽的試卷主要分為選擇、填空、計算以及最後一道分值極高的「實驗設計題」

　　李東簡單的瀏覽了一遍全卷。

　　「這就是華軒杯的難度？」

　　總體來說，難度一般。

　　而且這些題果然比較偏向實際應用，陷阱也不少。

　　比如第三道選擇題：

　　【某新能源汽車採用電磁渦流制動系統。當圓盤形金屬剎車盤在磁場中高速旋轉時，求制動力矩M與角速度ω的關係。】

　　這道題乍一看要積分，但是事實上完全沒必要，只要抓住「感應電動勢E∝v∝ω」和「安培力F∝I∝E」這兩個核心點，其實就能很簡單的推出制動力矩 M∝ F∝ω。

　　所以答案就是B，線性關係。

　　還有一道資料中心液冷散熱的計算題。

　　【已知冷卻液的比熱容和流速，求晶片表面溫度穩定時的熱阻網路模型。】

　　這題花裡胡哨的，可事實上，它的本質上就是熱力學第一定律結合歐姆定律的熱電類比。

　　溫差相當於電壓，熱流相當於電流，熱阻相當於電阻。

　　李東畫出了等效電路圖，三下五除二就算出了結溫。

　　他越寫越順……

　　直到翻到最後那一頁的實驗題。

　　剛才李東只是粗略掃了一眼倒沒覺得什麼，現在仔細一讀……

　　「這題……」

　　「這是把光刻機的核心難題給脫敏放出來了？」

　　題目很長，佔了整整一頁紙。

　　【某實驗小組為探究投影光刻系統的分辨能力，搭建了簡化光刻實驗裝置：採用波長為λ的單色平行光作為曝光光源，透過數值孔徑為 NA的投影物鏡，將掩模上的精細圖案投影到塗有光刻膠的晶圓表面，實現晶片圖案的轉移。

　　光刻系統的最小分辨線寬（可清晰區分的兩條相鄰線條的最小間距）遵循瑞利判據：

　　δ= 0.61λ/NA

　　其中數值孔徑 NA = n?inθ，n為物鏡與晶圓之間介質的折射率，θ為物鏡能接收的最大光線的半孔徑角。

　　完成下列問題：】

　　這題一共三個問題，前兩問可能成績稍微好點的學生就能做出來，甚至都不用學霸。

　　但是第三題，你說他難吧，確實有奧賽難度，但不是頂尖的那種。

　　可是他的重點不是解出來，而是怎麼解出來才最好。

　　李東下意識的抬頭看了看四周。

　　此時距離考試結束還有四十分鐘，大部分考生都還在抓耳撓腮地對付前面的計算題。

　　他旁邊的那個考生，看著年紀特別小，頂多也就是高一的樣子，此刻正咬著筆桿，對著這最後一道題發呆，卷子上大片空白。

　　「現在的小孩都這麼捲了嗎？高一就來參加這種比賽？」

　　李東心裡吐槽了一句，隨後收回目光，看向試卷。

　　前面兩問李東提筆就寫。

　　【1.求該光刻系統的最小分辨線寬δ?】

　　解：由瑞利判據公式δ= 0.61λ/NA，代入資料λ=436nm，NA=0.35。

　　δ?≈ 0.76μm。

　　【2.寫出兩種工業界常規的技術方案，並簡述物理原理。】

　　這個闡述題，其實考的是學生的知識面，如果你整天讀死，那還真不一定知道。

　　不過李東在啃大物的時候，就有了解過相關的知識了。

　　他甚至還專門在網上找了新聞來看。

　　一個是用縮短波長的方案，比如使用DUV深紫外光之類的。

　　原理也很簡單，就是δ與λ成正比。

　　另一個就是增大數值孔徑了，比用如用浸沒式光刻。

　　原理則是利用水等介質提高折射率n，從而增大NA。

　　前兩問做完，李東停在了第三問上。

　　【3.請你基於高中物理波動光學（干涉與衍射）的核心知識，設計一種無需更換更短波長光源、無需使用投影物鏡，即可突破上述瑞利分辨極限的創新方案。】

　　李東摸了摸下巴。

　　不用透鏡怎麼成像？不用短波長怎麼提高精度？

　　李東腦海裡瞬間閃過了好幾個大學物理甚至前沿光學的方案：近場光學掃描？表面等離激元？

　　「不行，那些太超綱了，解釋起來太麻煩，而且題目要求基於『高中物理波動光學』。」

　　很快他想到了一個解法。

　　用多次套刻曝光技術來實現精準平移掩模多次疊加曝光形成更細線條，或者採用高對比度光刻膠，提升圖案邊緣銳度，間接提升實際分辨能力。

　　這樣都可以，就在李東準備將答案寫上試卷時，他突然被物理感知（基礎版）影響了一下，想到了一個問題。

　　「這樣的話，是不是太脫離實際了？」

　　華軒科技可是一家企業，它是需要盈利的，不能用實驗室邏輯去考慮問題，必須要用工業化落地盈利的邏輯去考慮問題。

　　於是李東停下了筆開始思考。

　　「要在生產約束內實現低成本、高穩定、可量產的最優解……」

　　時間慢慢過去，旁邊的那個高一學生已經做完了這道實驗題，他正心中感嘆。

　　「果然這難度，還不如學校自己出的題，就這個實驗題稍微需要費點心思。」

　　他叫江聲，蓉城七中的學生，這次來參加盃賽也是想看看外面的世界到底有多大。

　　「明年不來了，沒意思。」

　　隨即餘光看到了一旁的李東，以及他還沒動筆的實驗題。

　　「哎，難怪老師說學霸與學霸亦有差距。」

　　隨後便不在關注李東，開始檢查試卷了。

　　而此時的李東終於想到了一個切入點。

　　他快速在試卷上寫下：

　　【方案名稱：雙光束雷射干涉無掩模光刻】

　　這個方案的核心原理，主要是基於波的干涉原理，它沒有是用傳統的透鏡成像，而是利用兩束光在晶圓的表面發生干涉，形成條紋。

　　確定了核心，李東很快就將推導寫了出來。

　　設兩束波長為λ的相干光，以入射角θ對稱照射晶圓。

　　根據干涉極值條件，光程差Δx = kλ時為亮紋。

　　在空間幾何關係中，干涉條紋的週期（間距）d滿足：

　　d =λ/(2inθ)

　　故，最小線寬（半週期）為：

　　δ_min = d/2 =λ/(4inθ)

　　【突破性驗證：】

　　當θ趨近 90°時，inθ趨近 1。

　　此時理論極限可達λ/4。

　　對比傳統瑞利極限 0.61λ/NA（空氣中NA<1），該方案顯然突破了傳統極限！

　　寫完推導，李東又簡單補上了【實現步驟】：分光稜鏡分束-反射鏡對準-干涉曝光。

　　李東放下筆，看了一眼時間。

　　還剩十五分鐘……

第32章 走，帶你去按摩

　　考試結束的鈴聲在走廊迴響。

　　考場大門緩緩開啟，考生們依次走了出來。

　　鄭華站在考場外，緩慢的來回踱步，但看到周圍幾所名校的帶隊老師都一副雲淡風輕的模樣，特別是六中的劉利民，正揹著手跟旁人談笑著。

　　鄭華也挺了挺腰桿，強行讓自己看上去沒那麼緊張。

　　章節????

　　李東拿著文具袋從考場走了出來，神色平靜，還順手把喝完的礦泉水瓶扔進了垃圾桶。

　　鄭華迎了上去，語氣盡量平緩。

　　「感覺怎麼樣？」

　　「還行吧。」李東隨口答道。

　　鄭華點了點頭，沒有多說什麼，只是輕輕拍了拍李東的肩膀，兩人一前一後穿過人群，回到了酒店的房間。

　　剛一關上房門，鄭華那副高深莫測的偽裝瞬間就垮了。

　　他一把拉過椅子坐下稍微有些慌的問道。

　　「這次的題有把握沒？」

　　李東看著老鄭的樣子，忍不住笑了，比了一個K的手勢。

　　「放心吧鄭老師，都在射程範圍內。」

　　鄭華這才長長的鬆了一口氣。

　　他是真的想在那個地中海的面前支稜一會。

　　但他突然想起了什麼，又向李東問道。

　　「哎？這次的實驗題是什麼呀？」

　　華軒科技選「親傳弟子」的傳說他也是聽過的，所以也想知道這次的杯賽有沒有夾帶私貨。

　　李東點了點頭。然後將那道關於光刻機解析度的題目講了一遍。

　　鄭華聽來一愣一愣的，他的水平可能不如老楊，但是畢竟在七中教了那麼多年的物理了，基本的眼光還是有的。

　　「瑞利判據……無掩模……真放脫敏後的題了？這是他們遇到的技術瓶頸，還是已經解決的問題啊？」

　　李東感覺有些悶，走到窗邊拉開窗簾，然後才說出了自己的想法。

　　「這個應該是已經解決了的問題。」

　　「如果是沒解決的工業級難題，應該會放在決賽當壓軸，複賽不太可能會放出來。」

　　鄭華點了點頭，覺得有道理。

　　他稍微琢磨了一下題目，神色緩和了許多。

　　「這題雖然涉及光刻機，但剝離掉那些嚇人的術語，核心還是波動光學的干涉和衍射，以我對你的瞭解，這題你應該沒問題。」

　　然後突然又想到了什麼，於是試探著問道。

　　「那你是怎麼解的？用了浸沒式光刻的思路嗎？那是目前工業界比較成熟的方案。」

　　李東搞事情的能力他是知道的，時不時就整點花裡胡哨的，他深怕這次李東又來。

　　李東面不改色的點了點。

　　「是的！我就是這麼做的。」

　　要是讓老鄭知道自己搞了個「雙光束雷射干涉無掩模光刻」這種激進的方案，指不定這老頭今晚得失眠。