第610章 国产光刻机的研发进程,至少缩短了十年(1/2)
自从星源科技与华科协会下属的光电所,联手研发出了‘磁约束放电等离子体光源’(即MDP)技术后,便开始着手攻克光刻机的第二大技术壁垒——光学系统。
毕竟,单是‘造出光’还不行,还得‘用好这束光’,才能完成晶圆曝光,进而实现芯片的生产制造。
可让陈延森顿感无奈的是,国内EUV光源激发方式的主流研发方向,基本以激光产生等离子体、放电等离子体或者激光诱导放电等离子体为主。
而星源科技光学部绝大多数工程师的技能和项目经验,都与研发需求不匹配。
所以在研发配套光学系统时,进度极为缓慢。
要知道,EUV光几乎会被所有物质吸收,因此无法使用传统的玻璃透镜,整个光路必须在真空环境中使用反射式光学系统。
收集镜、照明系统、投影物镜系统、掩膜版和掩膜台都得设计配套的技术方案。
MDPEUV光源技术确实走出了一条独特的新路,但这种创新并非没有代价。
一切障碍,都要自己去扫平。
陈延森在获悉光学部的研发进度后,立马就绝望了。
他心里清楚,若不给这帮人指条明路,恐怕五年、十年,都没法往前迈出一步。
不得不说,他高估了林南团队的水平。
他没想到,这么简单的配套技术方案,林南等人却在正确的路口边缘,足足蹭了四五十天,却无丝毫进展。
于是,陈延森在开发出脉思(Mass)V1.
0后,又马不停蹄地设计出了“多壳层掠入射椭圆收集镜系统”
。
这玩意本质上是一套精密的多层膜镜子,可以高效捕获EUV光源,并将其初步聚焦引导至照明系统里。
难点主要有两个:收集效率和抗损伤能力。
前者是因为EUV光线是向四面八方发散的,若想提升收集效率,就得设计复杂的多镜拼接结构,同时保证每片镜子的角度校准精度都要达到微米级。
然而,任何角度上的偏差都会导致光线漏失,从而影响到收集效率。
后者是因为等离子光源被激发后,会产生极高的温度,这就需要超强的抗损伤能力。
收集效率要求多层膜具备“薄、匀、纯、无遮挡”
等特性,以最大化反射率和角度适配性。
而抗损伤能力要求多层膜又得“厚、硬、耐侵蚀”
,必须增加额外保护层的材料。
听起来很矛盾,但这也正是收集镜的技术难点所在。
陈延森设计的这套“多壳层掠入射椭圆收集镜系统”
,便很好地平衡了收集效率与抗损伤能力。
不仅能够高效捕获由高功率脉冲放电、轰击金属锡靶产生的13.
5纳米EUV光,还能将其汇聚到远处的中间焦点,为后续的照明系统提供足够功率且均匀的光束。
与此同时。
林南很快就发现了这封加密邮件,在打开技术文档后,先匆匆扫了一眼,接着就愣在了原地。
老板发来的这套方案太完整了,从光学设计的构型、入射角,再到基底材料、反射涂层、热管理子系统和电磁场碎屑减缓系统,甚至连镀膜工艺的参数表、误差校准的算法模型都附带在内。
此前光学部争论了半个月的“多镜拼接角度偏差”
问题,文档里直接给出了“激光干涉实时校准”
的解决方案,就连校准用的激光波长、采样频率都标注得一清二楚。
林南猛地站起身,声音都有些发颤:“这简直是把答案写了出来!”
技术文档里没署名,这套技术是老板买来的、抢来的,还是说除了星源科技光学部,森联资本其实另有研发实验室?
林南坐在工位上,忍不住胡思乱想着。
上次MDPEUV光源技术的事,他就问过梁劲松和陈延森。
梁劲松一头雾水,陈延森则让他别瞎打听,他也只能把满肚子好奇压在心底。
可这一次,他又按捺不住了。
实在是“多壳层掠入射椭圆收集镜系统”
的技术太强了,完全是一套完整且成熟的技术方案,由不得他不多想。
林南沉吟半晌,最后苦笑了一声,捏着手机的右手重新放下。
他知道有些问题,别人不想说,就代表不能说,或者说根本没有答案。
随后,他连忙召集核心研发人员开会。
会议室内,当大家看到文档中“多壳层椭圆结构”
的三维模型时,原本沉闷的气氛瞬间沸腾。
光学系统设计组的主任工程师指着屏幕说道:“内层镜负责捕获中心60度范围内的EUV光,中层镜覆盖60到120度,外层镜补全120到180度,这样收集效率至少能提升到80,压根就没法比,我们之前的那套方案跟垃圾有什么区别?”
更让众人惊喜的是热管理子系统!
文档中提出在镜体内部嵌入微通道水冷结构,搭配耐高温的钼铼合金基底,既能承受等离子体的高温冲击,又能避免温度过高导致多层膜脱落。
“我们最担心的‘高温损伤’问题,这套方案竟然连水冷通道的直径、水流速度都算好了!”
材料组的工程师翻到工艺参数页,激动地说道。
“对了,林工!
这个梯度涂层的方案,从钼硅多层膜到二氧化硅保护层,每层的厚度误差控制在0.
1纳米以内,还得用脉冲激光沉积法分80次沉积,这精度咱们的设备能达到吗?”
有人面露难色地担忧道。
林南皱起眉头,看向设备组的主任工程师问道:“蔡司镀膜机在恒温恒湿环境下,能不能把精度稳定控制在0.
05到0.
1纳米之间?”
设备组的主任工程师想了想,非常严谨地回答道:“连续沉积10层钼硅膜,厚度误差最小0.
04纳米,最大0.
09纳米,刚好能满足方案要求。
但问题是,每次换靶材、调整激光功率时,误差会出现0.
12到0.
15纳米的波动,80次沉积下来,累积误差可能会超标。”
林南思索片刻,给了一条解决思路:“那就加一道实时校准的流程,算法组先开发一套膜厚监测程序,跟镀膜机的传感器联动,每沉积10层,就自动暂停,用电子显微镜扫描膜厚。
根据实测数据调整下一轮的激光功率和沉积时间,把单次误差控制在0.
05纳米以内。
另外,在镀膜机周围加一圈恒温罩,避免温度的负面影响。”
其他人闻言,顿时豁然明悟。
林南毕竟是沪城光学精密机械研究所的高级工程师,能力和技术兼而有之,又是胡锐晖极力推荐的人才,关键时刻能拿出行之有效的方案倒也正常。
事实上,在陈延森看来,像林南等人,智商、领悟力和创造力都不错,但苦于接触不到EUV光学的顶尖技术,这才像是鬼打墙似的,一直绕弯路。
若是能拥有同等的科研环境,林南未必开发不出一套收集镜系统,可很多事终究没有如果。
而陈延森能搞定这项技术,靠的也是远超常人百倍的精神力,以及能让他进入超频思维状态的普朗克时钟天赋。
不然以他原本的能力,或许也能突破这项技术,但要花费的时间,绝对不止半个月。
在拿到“多壳层掠入射椭圆收集镜系统”
的技术方案后,星源科技光学部上下,立刻投入全部精力,以最快的速度反复打磨、全力复现,力求将这套系统成功应用到实际生产中。
算法组连夜加班,三天内就完成了膜厚监测程序的开发。
该程序可以实时采集镀膜机的激光功率、沉积时间数据,还能自动生成膜厚误差曲线,当误差超过0.
05纳米时,将会触发暂停指令,进而对精度进行实时校准。
由于研发中心还有大量光电所的工程师,所以科学协会的大佬们,没过多久就得知了星源科技的技术突破。
“老胡,你帮我问问,星源科技还缺不缺人?”
沪城光学精密机械研究所的汪象朝,主动拨通了胡锐晖的电话,支支吾吾地说道。
“什么意思?
你想辞职?
开什么玩笑!”