學霸的軍工科研系統 第1158章

　　黃煒一邊介紹流程，一邊注視着自動化流程的完成。

　　正巧，一個批次的晶圓剛剛完成鍍膜，被機械臂取出。

　　他示意操作員取出一片樣品，隔着專用視窗展示給常浩南。

　　晶圓表面反射着頂燈的冷光，呈現出均勻的光澤。

　　常浩南俯身盯着晶圓的尺寸和邊緣，伸手隔着玻璃比劃了一下，問道：“黃總，這一批是200mm（8英寸）？”

　　“是的，常院士。”黃煒肯定道，“這是我們目前量產的主力尺寸。”

　　旁邊的吳明翰適時補充：“12英寸（300mm）的產線還在備產階段，主要是……現在公司的資金和頂尖工程資源，絕大部分都集中投入到光刻環節的突破上，尤其是利用現有深紫外（DUV）設備攻堅更先進製程的研發。”

　　“不過從技術儲備的角度，我們並不落後太多，一旦資金或關鍵設備到位，提速會很快。”

　　常浩南微微頷首，沒有多言，示意繼續前行。

　　“後面就是光罩製作區了。”黃煒一邊引路一邊介紹，“把IC設計圖用電子束刻在石英片上，就能製成光罩，這個東西類似照相底片，剛纔生產的晶圓就是相片紙，基本原理和洗照片差不多。”

　　雖然不完全準確，但足夠生動，哪怕是外行也很容易理解。

　　“這裏是我們給客戶提供代工服務的主力區域。”黃煒指着幾臺正在咝械墓饪虣C介紹：“除了滿足國內IC設計公司的需求之外，我們也承接像德州儀器等國際廠商的部分訂單。”

　　常浩南微微露出驚訝的表情，只是隔着面罩展現不出來。

　　“還有外國訂單？”

　　“嗯，產品主要面向國內和中亞市場。”吳明翰解釋道，“中低水平製程這塊，我們流片的良率和速度都有優勢。”

　　常浩南突然意識到，如今半導體產業的情況，要遠比自己過去那條時間線上複雜得多。

　　介紹間，黃煒注意到常浩南的目光並未停留在咝兄械牧慨a設備上，而是投向了不遠處一個被透明圍擋隔開的區域。

　　那裏同樣屬於光罩製作區，但周圍聚集的技術人員更多，氛圍也更顯緊張和專注。

　　“常院士，那邊是我們的研發攻堅區。”黃煒解釋道，“您也看到了，生產和研發在光刻這個環節，很多時候是共用同一條線，設備和技術是互通的。”

　　“那邊就是在嘗試雙重甚至四重曝光技術，目標是用我們現有的NXT:1950i DUV光刻機，向更小的特徵尺寸發起衝擊。”

　　常浩南的目光轉向吳明翰：“這就是之前您提到的，良品率最低、成本最高的環節？”

　　吳明翰臉上浮現出複雜的神情。

　　他沒有直接回答，而是引着常浩南走向該區域旁邊一個專門的陳列臺。

　　“常院士請這邊看。”

　　陳列臺上並非閃閃發光的成品芯片，而是整齊擺放着數十片晶圓。

　　乍看之下，它們與剛纔看到的完成鍍膜的晶圓似乎並無太大區別。

　　常浩南轉向對方，等待着更進一步的說明。

　　吳明翰拿起靠近他的一片晶圓，指着上面幾處微小的、肉眼幾乎難以分辨的重影區域：“這就是‘套刻誤差’導致的報廢。在多重曝光中，第一次曝光形成的圖案和第二次曝光需要精確對準。哪怕只有幾納米的偏差，疊加後整個電路就失效了。”

　　他放下這片，又拿起另一片，指着表面某些線條粗細明顯不均的地方：

　　“這是‘關鍵尺寸偏差’，多次曝光、顯影、刻蝕的累積效應，導致不同區域的線寬無法保持一致，超出了規格極限。”

　　他再拿起第三片：“這是‘顯影缺陷’……工藝窗口太窄，稍有不慎，圖案就毀了……”

　　“……”

　　他如數家珍般介紹着每一類報廢的原因，語氣平靜，卻像在展示一場場微縮戰役的遺蹟。

　　“這些，都算是我們交的學費……不過，在EUV光刻機很可能無法獲取的當下，這是我們唯一能看到的、通往更先進製程的技術途徑。”

　　話語裏聽不出太多抱怨，只有一種面對客觀規律的無奈。

　　常浩南的目光緩緩掃過這片觸目驚心的“報廢陳列區”，在這些承載着高昂代價和失敗印記的晶圓上停留了幾秒。

　　就在他移開目光的瞬間，視線落在了陳列臺旁邊牆上一個不起眼的展示框內。

　　框裏並非照片或獎狀，而是一張略顯陳舊、線條密集的工程結構圖。

　　或者更嚴格來說是一系列結構圖。

　　看上去已經有些年頭了，以至於上面標註的各種光學參數和鏡片結構都有些模糊。

　　“這個……是物鏡組的設計圖？”常浩南走近幾步，指着那張圖，“你們還做過光刻設備的研發？”

　　旁邊幾個人都微微一怔，沒想到常浩南會注意到這個角落。

　　“常院士好眼力。”吳明翰走上前解釋道：“不過這是……好些年前的事了。”

　　他來到那張圖面前站定，上下打量了一番：

　　“世紀初那會兒，國內連紫外光刻機都幾乎是空白，我們確實組建過一個研發團隊，嘗試自研核心部件，尤其是物鏡系統……這張圖上面列出來的，就是陸續設計出來的一系列成果。”

　　他語氣帶着一絲緬懷和感慨：

　　“不過我們畢竟資源有限，不能過於分散精力去搞設備研發……而且長光所和滬光所那邊也很快承擔起了光刻機整機和核心部件的攻關任務，所以我們內部評估後，就停止了這方面的項目，把力量集中在工藝優化和製程提升上，研究也就止步於這些圖紙了。”

　　他指了指圖上覆雜的透鏡排布：

　　“您看，這是典型的全折射式設計，依靠大量高精度透鏡的組合來聚焦光線，而現在主流先進的浸沒式光刻機，用的都是更復雜、更精密，但也更強大的折反式物鏡組，能結合反射鏡和折射鏡的優勢。”

　　提起這段歷史，人羣中的氣氛一時間有些微妙。

　　一直安靜旁聽的周學此時也開口補充道：

　　“雖然最後也沒親自下場造出光刻機，但這段早期的研發投入也不算白費……我們對光刻工藝本質的理解主要來源於這個階段，也後來快速吸收和掌握設備，還有攻堅生產工藝打下了基礎。”

　　常浩南凝視着那張略顯泛黃的圖紙，手指在展示框的玻璃上輕輕劃過那些代表透鏡的圓形輪廓和代表光路的射線，若有所思地點了點頭。

　　還有一些問題，他本來是打算再去一趟長光所看看的。

　　但現在看來，似乎省事了。

第1607章 兩手準備

　　參觀結束，一行人來到基地頂樓一間安保級別極高的專用會議室。

　　厚重的隔音門關閉，只剩下核心的幾人。

　　短暫的沉默後，常浩南端起茶杯抿了一口，放下，目光直接投向吳明翰。

　　“吳院士，拋開繼續優化多重曝光和分辨率增強技術這條路不談，在現有的193nm ArF光源條件下，要想提升單次曝光的分辨率，還有沒有更直接的技術路徑？”

　　手握負折射材料這麼個王炸，那最根本的解決方案當然是走向表面等離子體光刻，由攜帶高頻信息的倏逝波取代低頻的傳輸波成像，直接掘了當前半導體生產體系的祖墳。

　　但這種事情相當於從零開始蓋高樓，連理論基礎都要重新來過，顯然不是一朝一夕能完成的。

　　所以爲了應對眼前隨時可能出現的危機，最好還是能在現有基礎上，整出來點短平快的升級手段。

　　吳明翰一直在思索常浩南的真正目的，但這個問題實在普通，深究不出什麼東西來。

　　只好照常回答：

　　“在相同波長的光源下，不同型號光刻機，比如我們現在用的NXT:1950i和ASML更先進的NXT:2000i，它們性能差異的核心指標還是數值孔徑（NA）和工藝係數。”

　　他拿起激光筆，在桌面投射出一個簡易的光路示意圖：

　　“NA值，簡單說，決定了光學系統收集和匯聚光線的能力，這個項越高，理論上能達到的分辨率極限就越小。”

　　激光筆的光點停留在象徵物鏡的透鏡組位置：

　　“具體來說，NA等於底鏡、浸沒液和光刻膠三者折射率（n）的乘積，再乘以孔徑角半角的正弦值，當然光刻膠和孔徑角的設計自由度有限，所以主要是另外兩項的材料。”

　　“我們目前使用的NXT:1950i，是氟化鈣底鏡，配合2G系列的浸沒液，NA最高能達到1.35左右，更先進的NXT:2000i，底鏡是性能更好的氟化鋰鋇，浸沒液也是優化的3G系列，能把NA推高到1.45左右。”

　　吳明翰放下激光筆，看向常浩南：

　　“不過，這基本就是傳統技術路線的極限了。”

　　常浩南一直專注地聽着，此刻微微皺起了眉：“浸沒液這塊我不熟悉，不過……底鏡爲什麼不能用折射率更高的材料？”

　　緊接着又補充了一個更詳細的數字：“我記得……鑥鋁石榴石的折射率能接近1.9？”

　　這是之前做實驗過程中用過的。

　　這個問題一出口，會議室內包括周學、黃煒在內的所有人，幾乎同時精神一振。

　　倒不是說問題本身有多精深。

　　而是足夠具體。

　　這絕非一個外行能隨口問出的問題。

　　無論答案是什麼，都強烈地印證了一點：常院士此行，絕對帶着明確的技術目的和解決方案而來！

　　吳明翰立刻回應道：“鑥鋁石榴石確實是目前已知的、在深紫外波段折射率最高的透明材料……理論上，如果能將它成功應用於物鏡底鏡，結合目前最高端的第三代浸沒液，確實有可能將NA值提升到1.70……或者更高。”

　　他先是吹捧了一番，然後話鋒一轉：

　　“不過，高折射率帶來的高NA值也有弊端。”他再次拿起激光筆，在剛纔的示意圖上着重描繪底鏡的位置：“一個優秀的光刻物鏡組，要求光線在系統內的走勢儘可能平滑，而光線的大折射角傳播則必定給系統帶來較大的像差和色散差。”

　　“設計物鏡組的過程中一方面要防止系統內多個反射鏡之間遮攔成像光束，另一方面還要儘可能降低因爲超高折射率而導致的像差和色散差，難度極高……就算設計能夠實現，也需要引入更多的鏡片元件、更復雜的曲面設計……”

　　“……”

　　吳明翰並非光學系統出身，但這部分知識對於半導體生產領域而言不算特別前沿，所以也能很快解釋清楚：

　　“總之，目前還做不到。”

　　然而，這個結果卻沒有讓常浩南感到氣餒。

　　尤其是在他聽對方說起像差和色差的時候——

　　無論“突破衍射極限”的猜想是否能夠成行，負折射率材料天生的負色散特性總歸是確定存在的。

　　單憑其在色差補償方面的顛覆性能力，也足以成爲解決超高NA物鏡組設計痛點的關鍵。

　　他心中迅速盤算起來：

　　如果能把現有DUV光刻機的NA值從1.35大幅提升到1.70以上，相當於把等效分辨率波長從142.2nm壓縮到112.9nm。

　　這將極大擴展現有DUV設備的實用能力邊界，可能直接解決40nm乃至28nm的圖形化問題，顯著減輕對多重曝光技術的依賴，從而繞開良率和成本的泥潭！

　　片刻的思索後，常浩南心中已有了初步的盤算。

　　他依舊沒有直接點破負折射率材料的存在，但決定再向前推進一步。

　　“實不相瞞，火炬實驗室目前正在探索一種新型的光學系統設計理念，其中涉及一些……非傳統的路徑。”他措辭謹慎，“爲了更好地評估這種新理念的潛力，我們迫切需要一些關鍵的設計輸入參數。”

　　吳明翰心說終於來了。

　　對方提出的要求極其具體且專業，目標明確指向了物鏡系統。

　　結合之前提到的“新型設計理念”和對鑥鋁石榴石特性的關注，一個模糊但激動人心的輪廓在吳明翰腦海中逐漸浮現——

　　常院士手中，很可能掌握着一種能夠解決高NA值問題的顛覆性技術！

　　想到這裏，他用肉眼難辨的速度掏出了早就準備好的紙筆：

　　“您說”

　　常浩南看着眼前這副早有準備樣子也是一愣，然後開始列出需求：

　　“首先，我們需要明確目標NA值下對應的、實際光刻工藝所要求的光學設計規格。包括但不限於：有效成像視場的大小、允許的最大波像差、畸變容限、還有系統的工作距離等硬性指標。”

　　“其次是透鏡組的整體結構佈局……”

　　“……”

　　洋洋灑灑，十幾分鍾才終於說完。

　　吳明翰從頭到尾瀏覽了一下。

　　不知道是不是常浩南有意，總之幾乎不涉及華芯國際的核心技術。

　　甚至無需向董事會徵求意見，他這個層級就能直接做決定。

　　於是朝着周學點了點頭。

　　後者隨即接過話茬：

　　“雖然全折射物鏡的研發項目已經中止，但所有技術文檔和實驗數據都完整歸檔保存着，我可以直接授權調閱，雖然當初的設計遠達不到1.7NA的指標，但裏面的設計邏輯、材料選擇考量、以及當時遇到的像差問題記錄，應該很有價值。”

　　“放心，調閱就足夠了。”常浩南點頭，“都是一套體系裏面的，我知道內部會有一些保密要求，不會複製的。”

　　周學聽罷，略略鬆了口氣：

　　如果對方真要拷貝一份帶走，難做的只會是他自己。

　　“感謝常院士您理解。”