1985年,阳光暖暖地洒在首都燕京的大地上,微风轻拂,带着一丝希望与未知的气息。
机械厂Vcd的研发并出口海外获得成功,研发的资金已有,贾东旭每天都在思考如何利用系统的奖励,为国家和社会做出一番大事业。在那个电子产业飞速发展的时代,半导体技术成为了各国竞争的焦点,而光刻机作为半导体制造的核心设备,其重要性不言而喻。贾东旭敏锐地意识到,利用系统奖励的技术提前研发中国光刻机,将是一个极具战略意义的计划,不仅能填补国内在这一领域的空白,还能让中国在半导体产业中占据一席之地。
“干!就搞光刻机!”贾东旭在心中暗暗下定决心。
一、技术路线选择
要研发光刻机,首先面临的就是技术路线的选择。在当时,光刻技术主要有接触式光刻和步进式光刻两种,接触式光刻技术相对简单,但精度较低,已经逐渐无法满足半导体产业不断提高的精度需求;而步进式光刻技术则代表着未来的发展方向,虽然技术难度大,但分辨率更高,能够满足大规模集成电路制造的要求。
贾东旭看着系统提供的技术资料,心中有了明确的目标:跳过接触式光刻,直接研发步进式光刻机(Stepper)。这个决定在当时看来是相当大胆的,毕竟国内在光刻技术方面的研究还处于起步阶段,直接挑战高难度的步进式光刻技术,无疑是一场艰难的冒险。但贾东旭相信,凭借系统提供的先进技术和自己的努力,一定能够克服重重困难。
1. 技术定位
- 目标:跳过接触式光刻,直接研发步进式光刻机(Stepper);
- 技术参数:
- 分辨率:1.5μm(同期日本尼康为1.2μm);
- 产能:60片\/小时(8英寸晶圆);
- 光源:汞灯g线(436nm)。
确定了目标后,贾东旭开始仔细研究各项技术参数。分辨率1.5μm,虽然比不上同期日本尼康的1.2μm,但在国内已经是一个巨大的突破,而且随着技术的不断发展,还有很大的提升空间;产能60片\/小时,对于初步研发的光刻机来说,也算是一个比较可观的数字;光源选择汞灯g线,这是当时比较成熟的光刻光源,技术相对稳定,能够满足现阶段的研发需求。
“这些参数虽然不是最顶尖的,但对于我们来说,已经是一个很好的起点了。”贾东旭自言自语道,眼神中透露出坚定的信念。
2. 系统技术包
有了明确的技术定位,接下来就是如何实现这些目标。幸运的是,系统为贾东旭提供了一系列强大的技术包,涵盖了光学系统、机械系统和控制系统等光刻机的核心部件。
- 光学系统:
- 提取1986年蔡司镜头设计图纸(NA=0.42);
- 提供多层抗反射膜镀膜工艺。
光学系统是光刻机的核心之一,直接影响着光刻机的分辨率和成像质量。系统提取的1986年蔡司镜头设计图纸,让贾东旭如获至宝。蔡司作为全球光学领域的巨头,其镜头设计技术一直处于世界领先水平。有了这份图纸,贾东旭在光学系统的研发上就有了坚实的基础。同时,系统提供的多层抗反射膜镀膜工艺,能够有效减少光线反射,提高光学系统的效率和成像质量,进一步提升了光刻机的性能。
“这蔡司镜头设计图纸和多层抗反射膜镀膜工艺,简直就是雪中送炭啊!”贾东旭兴奋地说道,仿佛已经看到了成功的曙光。
- 机械系统:
- 输出高精度气浮工作台技术(定位精度±0.01μm);
- 提供精密温控方案(±0.01c)。
机械系统的精度和稳定性对于光刻机同样至关重要。高精度气浮工作台技术,能够实现晶圆的高精度定位和运动,定位精度达到了±0.01μm,这在当时是非常先进的技术水平。精密温控方案则能够保证光刻机在工作过程中,各个部件的温度稳定在±0.01c的范围内,避免因温度变化而导致的机械变形和精度下降。
“有了这两项技术,机械系统的问题就能迎刃而解了。”贾东旭对机械系统的研发充满了信心。
- 控制系统:
- 引入基于处理器的运动控制算法;
- 提供自动对准系统(overlay精度±0.1μm)。
控制系统是光刻机的大脑,负责协调各个部件的工作,实现光刻过程的自动化和高精度控制。基于处理器的运动控制算法,能够快速准确地控制气浮工作台的运动,保证晶圆在光刻过程中的位置精度。自动对准系统则能够实现晶圆与掩膜版的自动对准,overlay精度达到了±0.1μm,大大提高了光刻的效率和精度。
“这些技术真是太强大了!”贾东旭感叹道,“有了系统的支持,我们离成功又近了一步。”