自從星源科技與華科協會下屬的光電所,聯手研發出了‘磁約束放電等離子體光源’(即MDP)技術后,便開始著手攻克光刻機的第二大技術壁壘——光學系統。
畢竟,單是‘造出光’還不行,還得‘用好這束光’,才能完成晶圓曝光,進而實現芯片的生產制造。
可讓陳延森頓感無奈的是,國內EUV光源激發方式的主流研發方向,基本以激光產生等離子體、放電等離子體或者激光誘導放電等離子體為主。
而星源科技光學部絕大多數工程師的技能和項目經驗,都與研發需求不匹配。
所以在研發配套光學系統時,進度極為緩慢。
要知道,EUV光幾乎會被所有物質吸收,因此無法使用傳統的玻璃透鏡,整個光路必須在真空環境中使用反射式光學系統。
收集鏡、照明系統、投影物鏡系統、掩膜版和掩膜臺都得設計配套的技術方案。
MDPEUV光源技術確實走出了一條獨特的新路,但這種創新并非沒有代價。
一切障礙,都要自己去掃平。
陳延森在獲悉光學部的研發進度后,立馬就絕望了。
他心里清楚,若不給這幫人指條明路,恐怕五年、十年,都沒法往前邁出一步。
不得不說,他高估了林南團隊的水平。
他沒想到,這么簡單的配套技術方案,林南等人卻在正確的路口邊緣,足足蹭了四五十天,卻無絲毫進展。
于是,陳延森在開發出脈思(Mass)V1.0后,又馬不停蹄地設計出了“多殼層掠入射橢圓收集鏡系統”。
這玩意本質上是一套精密的多層膜鏡子,可以高效捕獲EUV光源,并將其初步聚焦引導至照明系統里。
難點主要有兩個:收集效率和抗損傷能力。
前者是因為EUV光線是向四面八方發散的,若想提升收集效率,就得設計復雜的多鏡拼接結構,同時保證每片鏡子的角度校準精度都要達到微米級。
然而,任何角度上的偏差都會導致光線漏失,從而影響到收集效率。
后者是因為等離子光源被激發后,會產生極高的溫度,這就需要超強的抗損傷能力。
收集效率要求多層膜具備“薄、勻、純、無遮擋”等特性,以最大化反射率和角度適配性。
而抗損傷能力要求多層膜又得“厚、硬、耐侵蝕”,必須增加額外保護層的材料。
聽起來很矛盾,但這也正是收集鏡的技術難點所在。
陳延森設計的這套“多殼層掠入射橢圓收集鏡系統”,便很好地平衡了收集效率與抗損傷能力。
不僅能夠高效捕獲由高功率脈沖放電、轟擊金屬錫靶產生的13.5納米EUV光,還能將其匯聚到遠處的中間焦點,為后續的照明系統提供足夠功率且均勻的光束。
與此同時。
林南很快就發現了這封加密郵件,在打開技術文檔后,先匆匆掃了一眼,接著就愣在了原地。
老板發來的這套方案太完整了,從光學設計的構型、入射角,再到基底材料、反射涂層、熱管理子系統和電磁場碎屑減緩系統,甚至連鍍膜工藝的參數表、誤差校準的算法模型都附帶在內。
此前光學部爭論了半個月的“多鏡拼接角度偏差”問題,文檔里直接給出了“激光干涉實時校準”的解決方案,就連校準用的激光波長、采樣頻率都標注得一清二楚。
林南猛地站起身,聲音都有些發顫:“這簡直是把答案寫了出來!”
技術文檔里沒署名,這套技術是老板買來的、搶來的,還是說除了星源科技光學部,森聯資本其實另有研發實驗室?
林南坐在工位上,忍不住胡思亂想著。
上次MDPEUV光源技術的事,他就問過梁勁松和陳延森。
梁勁松一頭霧水,陳延森則讓他別瞎打聽,他也只能把滿肚子好奇壓在心底。
可這一次,他又按捺不住了。
實在是“多殼層掠入射橢圓收集鏡系統”的技術太強了,完全是一套完整且成熟的技術方案,由不得他不多想。
林南沉吟半晌,最后苦笑了一聲,捏著手機的右手重新放下。
他知道有些問題,別人不想說,就代表不能說,或者說根本沒有答案。
隨后,他連忙召集核心研發人員開會。
會議室內,當大家看到文檔中“多殼層橢圓結構”的三維模型時,原本沉悶的氣氛瞬間沸騰。
光學系統設計組的主任工程師指著屏幕說道:“內層鏡負責捕獲中心60度范圍內的EUV光,中層鏡覆蓋60到120度,外層鏡補全120到180度,這樣收集效率至少能提升到80,壓根就沒法比,我們之前的那套方案跟垃圾有什么區別?”
更讓眾人驚喜的是熱管理子系統!
文檔中提出在鏡體內部嵌入微通道水冷結構,搭配耐高溫的鉬錸合金基底,既能承受等離子體的高溫沖擊,又能避免溫度過高導致多層膜脫落。
“我們最擔心的‘高溫損傷’問題,這套方案竟然連水冷通道的直徑、水流速度都算好了!”
材料組的工程師翻到工藝參數頁,激動地說道。
“對了,林工!這個梯度涂層的方案,從鉬硅多層膜到二氧化硅保護層,每層的厚度誤差控制在0.1納米以內,還得用脈沖激光沉積法分80次沉積,這精度咱們的設備能達到嗎?”
有人面露難色地擔憂道。
林南皺起眉頭,看向設備組的主任工程師問道:“蔡司鍍膜機在恒溫恒濕環境下,能不能把精度穩定控制在0.05到0.1納米之間?”
設備組的主任工程師想了想,非常嚴謹地回答道:“連續沉積10層鉬硅膜,厚度誤差最小0.04納米,最大0.09納米,剛好能滿足方案要求。
但問題是,每次換靶材、調整激光功率時,誤差會出現0.12到0.15納米的波動,80次沉積下來,累積誤差可能會超標。”
林南思索片刻,給了一條解決思路:“那就加一道實時校準的流程,算法組先開發一套膜厚監測程序,跟鍍膜機的傳感器聯動,每沉積10層,就自動暫停,用電子顯微鏡掃描膜厚。
根據實測數據調整下一輪的激光功率和沉積時間,把單次誤差控制在0.05納米以內。
另外,在鍍膜機周圍加一圈恒溫罩,避免溫度的負面影響。”
其他人聞言,頓時豁然明悟。
林南畢竟是滬城光學精密機械研究所的高級工程師,能力和技術兼而有之,又是胡銳暉極力推薦的人才,關鍵時刻能拿出行之有效的方案倒也正常。
事實上,在陳延森看來,像林南等人,智商、領悟力和創造力都不錯,但苦于接觸不到EUV光學的頂尖技術,這才像是鬼打墻似的,一直繞彎路。
若是能擁有同等的科研環境,林南未必開發不出一套收集鏡系統,可很多事終究沒有如果。
而陳延森能搞定這項技術,靠的也是遠超常人百倍的精神力,以及能讓他進入超頻思維狀態的普朗克時鐘天賦。
不然以他原本的能力,或許也能突破這項技術,但要花費的時間,絕對不止半個月。
在拿到“多殼層掠入射橢圓收集鏡系統”的技術方案后,星源科技光學部上下,立刻投入全部精力,以最快的速度反復打磨、全力復現,力求將這套系統成功應用到實際生產中。
算法組連夜加班,三天內就完成了膜厚監測程序的開發。
該程序可以實時采集鍍膜機的激光功率、沉積時間數據,還能自動生成膜厚誤差曲線,當誤差超過0.05納米時,將會觸發暫停指令,進而對精度進行實時校準。
由于研發中心還有大量光電所的工程師,所以科學協會的大佬們,沒過多久就得知了星源科技的技術突破。
“老胡,你幫我問問,星源科技還缺不缺人?”
滬城光學精密機械研究所的汪象朝,主動撥通了胡銳暉的電話,支支吾吾地說道。
“什么意思?你想辭職?開什么玩笑!”
胡銳暉反問道。
汪象朝可是滬城光學精密機械研究所的中流砥柱,主要的研究方向都在EUV光源領域,前后申請了170余項專利,妥妥的行業大牛。
“老胡啊,星源科技連自研的收集鏡系統都弄出來了,你知道這意味著什么嗎?再往下走,光源系統就能徹底打通,一旦完成雙工件臺的研發工作,第一臺國產EUV光刻機就有了技術根基,你明白嗎?”
汪象朝拿著電話,接連問道。
“老汪,你都一把年紀了……”
胡銳暉幽幽說道。
“放屁!六十歲,正是拼搏的年紀!算了,我還是找林南吧,不管怎么說,我也是他的老領導。”
汪象朝見胡銳暉推三阻四的樣子,瞬間氣不打一處來。
按理說,他找林南更方便,卻有點抹不開面子。
“這套系統的影響力有這么大嗎?”
胡銳暉是芯片設計工程師,對EUV光刻技術自然了解,但僅限于表面。
比如一個人吃過蛋糕,也知道這玩意是用哪些材料制作的,但制作步驟和細節是什么,他就不清楚了。
“國產光刻機的研發進程,至少縮短了十年!”
汪象朝語氣篤定地給出評價。
胡銳暉深知汪象朝性格嚴謹,絕不會信口開河,他深吸一口氣,終于意識到星源科技的變態之處。
消息層層上報,一份詳盡的調查文件,迅速遞到了李青松的辦公桌上。
“保密管控,再把光學、雙工件臺和調平調焦領域的科研人員,抽調一部分送去星源科技。”
研討會是上午開的,決議是當天生效的。
國產EUV光刻機的誘惑力太大了!
只要參與其中,便能從中撈取一份足以載入史冊的功績,這種機會,誰也不愿錯過。
李青松的決議下達后,全國范圍內的科研資源開始向星源科技匯聚。
三天后,來自滬城光學精密機械研究所、華科協會沈陽自動化所、國防科大等協會的87名專家陸續抵達廬州。
既有汪象朝這樣深耕EUV領域數十年的行業泰斗,也有在雙工件臺、調平調焦系統研發中嶄露頭角的青年骨干。
就連華卓精科所掌握的65納米制程雙工件臺技術,都被送去了滬城。