学霸的军工科研系统 第1158章

　　黄炜一边介绍流程，一边注视着自动化流程的完成。

　　正巧，一个批次的晶圆刚刚完成镀膜，被机械臂取出。

　　他示意操作员取出一片样品，隔着专用视窗展示给常浩南。

　　晶圆表面反射着顶灯的冷光，呈现出均匀的光泽。

　　常浩南俯身盯着晶圆的尺寸和边缘，伸手隔着玻璃比划了一下，问道：“黄总，这一批是200mm（8英寸）？”

　　“是的，常院士。”黄炜肯定道，“这是我们目前量产的主力尺寸。”

　　旁边的吴明翰适时补充：“12英寸（300mm）的产线还在备产阶段，主要是……现在公司的资金和顶尖工程资源，绝大部分都集中投入到光刻环节的突破上，尤其是利用现有深紫外（DUV）设备攻坚更先进制程的研发。”

　　“不过从技术储备的角度，我们并不落后太多，一旦资金或关键设备到位，提速会很快。”

　　常浩南微微颔首，没有多言，示意继续前行。

　　“后面就是光罩制作区了。”黄炜一边引路一边介绍，“把IC设计图用电子束刻在石英片上，就能制成光罩，这个东西类似照相底片，刚才生产的晶圆就是相片纸，基本原理和洗照片差不多。”

　　虽然不完全准确，但足够生动，哪怕是外行也很容易理解。

　　“这里是我们给客户提供代工服务的主力区域。”黄炜指着几台正在运行的光刻机介绍：“除了满足国内IC设计公司的需求之外，我们也承接像德州仪器等国际厂商的部分订单。”

　　常浩南微微露出惊讶的表情，只是隔着面罩展现不出来。

　　“还有外国订单？”

　　“嗯，产品主要面向国内和中亚市场。”吴明翰解释道，“中低水平制程这块，我们流片的良率和速度都有优势。”

　　常浩南突然意识到，如今半导体产业的情况，要远比自己过去那条时间线上复杂得多。

　　介绍间，黄炜注意到常浩南的目光并未停留在运行中的量产设备上，而是投向了不远处一个被透明围挡隔开的区域。

　　那里同样属于光罩制作区，但周围聚集的技术人员更多，氛围也更显紧张和专注。

　　“常院士，那边是我们的研发攻坚区。”黄炜解释道，“您也看到了，生产和研发在光刻这个环节，很多时候是共用同一条线，设备和技术是互通的。”

　　“那边就是在尝试双重甚至四重曝光技术，目标是用我们现有的NXT:1950i DUV光刻机，向更小的特征尺寸发起冲击。”

　　常浩南的目光转向吴明翰：“这就是之前您提到的，良品率最低、成本最高的环节？”

　　吴明翰脸上浮现出复杂的神情。

　　他没有直接回答，而是引着常浩南走向该区域旁边一个专门的陈列台。

　　“常院士请这边看。”

　　陈列台上并非闪闪发光的成品芯片，而是整齐摆放着数十片晶圆。

　　乍看之下，它们与刚才看到的完成镀膜的晶圆似乎并无太大区别。

　　常浩南转向对方，等待着更进一步的说明。

　　吴明翰拿起靠近他的一片晶圆，指着上面几处微小的、肉眼几乎难以分辨的重影区域：“这就是‘套刻误差’导致的报废。在多重曝光中，第一次曝光形成的图案和第二次曝光需要精确对准。哪怕只有几纳米的偏差，叠加后整个电路就失效了。”

　　他放下这片，又拿起另一片，指着表面某些线条粗细明显不均的地方：

　　“这是‘关键尺寸偏差’，多次曝光、显影、刻蚀的累积效应，导致不同区域的线宽无法保持一致，超出了规格极限。”

　　他再拿起第三片：“这是‘显影缺陷’……工艺窗口太窄，稍有不慎，图案就毁了……”

　　“……”

　　他如数家珍般介绍着每一类报废的原因，语气平静，却像在展示一场场微缩战役的遗迹。

　　“这些，都算是我们交的学费……不过，在EUV光刻机很可能无法获取的当下，这是我们唯一能看到的、通往更先进制程的技术途径。”

　　话语里听不出太多抱怨，只有一种面对客观规律的无奈。

　　常浩南的目光缓缓扫过这片触目惊心的“报废陈列区”，在这些承载着高昂代价和失败印记的晶圆上停留了几秒。

　　就在他移开目光的瞬间，视线落在了陈列台旁边墙上一个不起眼的展示框内。

　　框里并非照片或奖状，而是一张略显陈旧、线条密集的工程结构图。

　　或者更严格来说是一系列结构图。

　　看上去已经有些年头了，以至于上面标注的各种光学参数和镜片结构都有些模糊。

　　“这个……是物镜组的设计图？”常浩南走近几步，指着那张图，“你们还做过光刻设备的研发？”

　　旁边几个人都微微一怔，没想到常浩南会注意到这个角落。

　　“常院士好眼力。”吴明翰走上前解释道：“不过这是……好些年前的事了。”

　　他来到那张图面前站定，上下打量了一番：

　　“世纪初那会儿，国内连紫外光刻机都几乎是空白，我们确实组建过一个研发团队，尝试自研核心部件，尤其是物镜系统……这张图上面列出来的，就是陆续设计出来的一系列成果。”

　　他语气带着一丝缅怀和感慨：

　　“不过我们毕竟资源有限，不能过于分散精力去搞设备研发……而且长光所和沪光所那边也很快承担起了光刻机整机和核心部件的攻关任务，所以我们内部评估后，就停止了这方面的项目，把力量集中在工艺优化和制程提升上，研究也就止步于这些图纸了。”

　　他指了指图上复杂的透镜排布：

　　“您看，这是典型的全折射式设计，依靠大量高精度透镜的组合来聚焦光线，而现在主流先进的浸没式光刻机，用的都是更复杂、更精密，但也更强大的折反式物镜组，能结合反射镜和折射镜的优势。”

　　提起这段历史，人群中的气氛一时间有些微妙。

　　一直安静旁听的周学此时也开口补充道：

　　“虽然最后也没亲自下场造出光刻机，但这段早期的研发投入也不算白费……我们对光刻工艺本质的理解主要来源于这个阶段，也后来快速吸收和掌握设备，还有攻坚生产工艺打下了基础。”

　　常浩南凝视着那张略显泛黄的图纸，手指在展示框的玻璃上轻轻划过那些代表透镜的圆形轮廓和代表光路的射线，若有所思地点了点头。

　　还有一些问题，他本来是打算再去一趟长光所看看的。

　　但现在看来，似乎省事了。

第1607章 两手准备

　　参观结束，一行人来到基地顶楼一间安保级别极高的专用会议室。

　　厚重的隔音门关闭，只剩下核心的几人。

　　短暂的沉默后，常浩南端起茶杯抿了一口，放下，目光直接投向吴明翰。

　　“吴院士，抛开继续优化多重曝光和分辨率增强技术这条路不谈，在现有的193nm ArF光源条件下，要想提升单次曝光的分辨率，还有没有更直接的技术路径？”

　　手握负折射材料这么个王炸，那最根本的解决方案当然是走向表面等离子体光刻，由携带高频信息的倏逝波取代低频的传输波成像，直接掘了当前半导体生产体系的祖坟。

　　但这种事情相当于从零开始盖高楼，连理论基础都要重新来过，显然不是一朝一夕能完成的。

　　所以为了应对眼前随时可能出现的危机，最好还是能在现有基础上，整出来点短平快的升级手段。

　　吴明翰一直在思索常浩南的真正目的，但这个问题实在普通，深究不出什么东西来。

　　只好照常回答：

　　“在相同波长的光源下，不同型号光刻机，比如我们现在用的NXT:1950i和ASML更先进的NXT:2000i，它们性能差异的核心指标还是数值孔径（NA）和工艺系数。”

　　他拿起激光笔，在桌面投射出一个简易的光路示意图：

　　“NA值，简单说，决定了光学系统收集和汇聚光线的能力，这个项越高，理论上能达到的分辨率极限就越小。”

　　激光笔的光点停留在象征物镜的透镜组位置：

　　“具体来说，NA等于底镜、浸没液和光刻胶三者折射率（n）的乘积，再乘以孔径角半角的正弦值，当然光刻胶和孔径角的设计自由度有限，所以主要是另外两项的材料。”

　　“我们目前使用的NXT:1950i，是氟化钙底镜，配合2G系列的浸没液，NA最高能达到1.35左右，更先进的NXT:2000i，底镜是性能更好的氟化锂钡，浸没液也是优化的3G系列，能把NA推高到1.45左右。”

　　吴明翰放下激光笔，看向常浩南：

　　“不过，这基本就是传统技术路线的极限了。”

　　常浩南一直专注地听着，此刻微微皱起了眉：“浸没液这块我不熟悉，不过……底镜为什么不能用折射率更高的材料？”

　　紧接着又补充了一个更详细的数字：“我记得……镥铝石榴石的折射率能接近1.9？”

　　这是之前做实验过程中用过的。

　　这个问题一出口，会议室内包括周学、黄炜在内的所有人，几乎同时精神一振。

　　倒不是说问题本身有多精深。

　　而是足够具体。

　　这绝非一个外行能随口问出的问题。

　　无论答案是什么，都强烈地印证了一点：常院士此行，绝对带着明确的技术目的和解决方案而来！

　　吴明翰立刻回应道：“镥铝石榴石确实是目前已知的、在深紫外波段折射率最高的透明材料……理论上，如果能将它成功应用于物镜底镜，结合目前最高端的第三代浸没液，确实有可能将NA值提升到1.70……或者更高。”

　　他先是吹捧了一番，然后话锋一转：

　　“不过，高折射率带来的高NA值也有弊端。”他再次拿起激光笔，在刚才的示意图上着重描绘底镜的位置：“一个优秀的光刻物镜组，要求光线在系统内的走势尽可能平滑，而光线的大折射角传播则必定给系统带来较大的像差和色散差。”

　　“设计物镜组的过程中一方面要防止系统内多个反射镜之间遮拦成像光束，另一方面还要尽可能降低因为超高折射率而导致的像差和色散差，难度极高……就算设计能够实现，也需要引入更多的镜片元件、更复杂的曲面设计……”

　　“……”

　　吴明翰并非光学系统出身，但这部分知识对于半导体生产领域而言不算特别前沿，所以也能很快解释清楚：

　　“总之，目前还做不到。”

　　然而，这个结果却没有让常浩南感到气馁。

　　尤其是在他听对方说起像差和色差的时候——

　　无论“突破衍射极限”的猜想是否能够成行，负折射率材料天生的负色散特性总归是确定存在的。

　　单凭其在色差补偿方面的颠覆性能力，也足以成为解决超高NA物镜组设计痛点的关键。

　　他心中迅速盘算起来：

　　如果能把现有DUV光刻机的NA值从1.35大幅提升到1.70以上，相当于把等效分辨率波长从142.2nm压缩到112.9nm。

　　这将极大扩展现有DUV设备的实用能力边界，可能直接解决40nm乃至28nm的图形化问题，显著减轻对多重曝光技术的依赖，从而绕开良率和成本的泥潭！

　　片刻的思索后，常浩南心中已有了初步的盘算。

　　他依旧没有直接点破负折射率材料的存在，但决定再向前推进一步。

　　“实不相瞒，火炬实验室目前正在探索一种新型的光学系统设计理念，其中涉及一些……非传统的路径。”他措辞谨慎，“为了更好地评估这种新理念的潜力，我们迫切需要一些关键的设计输入参数。”

　　吴明翰心说终于来了。

　　对方提出的要求极其具体且专业，目标明确指向了物镜系统。

　　结合之前提到的“新型设计理念”和对镥铝石榴石特性的关注，一个模糊但激动人心的轮廓在吴明翰脑海中逐渐浮现——

　　常院士手中，很可能掌握着一种能够解决高NA值问题的颠覆性技术！

　　想到这里，他用肉眼难辨的速度掏出了早就准备好的纸笔：

　　“您说”

　　常浩南看着眼前这副早有准备样子也是一愣，然后开始列出需求：

　　“首先，我们需要明确目标NA值下对应的、实际光刻工艺所要求的光学设计规格。包括但不限于：有效成像视场的大小、允许的最大波像差、畸变容限、还有系统的工作距离等硬性指标。”

　　“其次是透镜组的整体结构布局……”

　　“……”

　　洋洋洒洒，十几分钟才终于说完。

　　吴明翰从头到尾浏览了一下。

　　不知道是不是常浩南有意，总之几乎不涉及华芯国际的核心技术。

　　甚至无需向董事会征求意见，他这个层级就能直接做决定。

　　于是朝着周学点了点头。

　　后者随即接过话茬：

　　“虽然全折射物镜的研发项目已经中止，但所有技术文档和实验数据都完整归档保存着，我可以直接授权调阅，虽然当初的设计远达不到1.7NA的指标，但里面的设计逻辑、材料选择考量、以及当时遇到的像差问题记录，应该很有价值。”

　　“放心，调阅就足够了。”常浩南点头，“都是一套体系里面的，我知道内部会有一些保密要求，不会复制的。”

　　周学听罢，略略松了口气：

　　如果对方真要拷贝一份带走，难做的只会是他自己。

　　“感谢常院士您理解。”