。"水,而且是18兆欧的去离子纯水."周硕用力的点了点头.
水,我们这个星球上面无数生命的源泉.它由一个氧原子和两个氢原子组成,在常温常压下为无色无味的透明液体.
它有很多的物理特性,比如说温度不同导致的密度和形态变化,重水,轻水,超临界水等不同的特殊状态,以及流动性,热传导性,溶解性和导电性等等,这种地球上最常见,可以说是成分最简单的物质之一,想要写完它的全部知识却需要一本最厚的书.
但具体到光刻机技术上,为什么周硕说水可以让0.8微米工艺,短时间内跨越到0.5微米技术?
这还要从光刻机工艺提升的两个方向说起.
所谓的制程工艺,究竟指的是什么呢?制程,实际上就是单晶硅晶圆上面的线宽.构成集成电路的基础,是单晶硅圆片上通过光刻腐蚀出来的线条.这些线条的粗细,也就决定了同一块芯片能够集成多少晶体管,能够达到什么样的性能.
而光刻机上决定线宽的因素,主要是光源和镜片这两种.光刻机生产芯片,其本质上和照相机并无太大区别.光线照射景物然后反射到照相机的镜头上,最后在胶片上形成影像.这个影像不就是比实物要小的多的多了吗?
同样,光刻机在单晶硅圆片上留下来的线条,可也不是一笔一笔刻上去的.而是通过对光学掩膜版进行曝光,然后让这些设计好的逻辑电路影像通过一组组镜头,最终得到比掩膜版要小得多的图像.这样对光敏感的光刻胶,就会被有选择的光照所去除.这些没有光刻胶覆盖的晶圆部分,就会在接下来的工艺中成为晶体管的结构基础.
不断的追求镜片加工极限.就是光刻机提高工艺水平的主流选择.这也是为什么全世界只有三家光刻机生产商,而最为著名的就是日本尼康和荷兰阿斯麦(as.ml).尼康本身就是日本战前做潜艇潜望镜的厂家,后来则是相机业的霸主.而阿斯麦的镜头则来自于卡尔蔡司,这家公司干嘛的就不用说了.地球人都知道.光刻机离开了这两家光学企业.什么摩尔定律都得去见鬼.
当然,这并不是说就没有其他办法来提高工艺条件了.除了镜头.实际上使用何种光源也会导致线宽的不同.不同波长的光波,就如不同规格的刻刀.波长越短的光波,就能够在光刻胶上留下越细的痕迹.最早的光刻机因为加工精度不高,使用的汞灯只能提供的i线光.后来更换了准分子激光之后.光波才降低到了的激光.
未来想要缩小刻蚀的分辨率,甚至还要继续上14nm的极紫外光.至于10纳米以下,可能人类的科技就已经研究出其他的加工方式了吧.
当然这些只是不准确的科普说法,如果具体要解释一下光波和刻蚀分辨率的关系,或者解释一下照准系统的最大分辨率概念之类的……
本书的长度恐怕会有些不足,以及略有骗稿费的嫌疑.虽然这些知识如果真的讲出来千字3分就太便宜了.本着经不轻传的道理(其实作者也不懂)就不多说了.
言归正传,涂岸北脑海中灵光一现.正是水的一种特性.那就是光通过液体介质后光源波长就会缩短,其缩短的倍率即为液体介质的折射率.也就是说光刻机的光源如果在照射到光刻胶之前先在水中穿行一次,就相当于换了一个更细的刻刀.
而水的折射率是1.44,当0.8微米波长的光线穿过水之后.0.8除以1.44岂不正是0.56微米?如果这项技术真的有可行性,那确实是可以在不提高精密制造水平的前提下,得到更高一代的芯片制程技术.
这么简单的原理,周硕当然不是第一个想到的.用水缩短光源的波长来提高制程工艺,是未来光刻机普遍采用的技术.也就是学名叫做沉浸式光刻机的设备.通过不断努力,未来的光刻机早就已经实现了这项技术.不仅是折射率1.44的水,更开发出折射率更高的液体.沉浸液成为镜片和光源之外,第三个能够快速减小线宽的因素.
"怎么样,大家现在还有什么疑问没有?"
在场的十四个研发人员都是周硕一手挑出来的大才,谁的心思不是一点就透.有几个甚至就是中科院里,参加了0.8微米全套工艺开发的研究员.他只是透出一点话头,这群人的眼睛立刻就亮了起来.
使用水作为沉浸液还面临着很多的问题,比如说光刻胶的溶解,水中的杂质和稳定性,蒸发扰动以及水中气体的去除……
但这些问题和提高精密制造水平,根本不可同日而语.精密制造那是拼基础积累的领域,但拼化学和系统设计,中国人可是太有信心了.
传承自苏联的中国科学家,在系统设计方面可是深谙如何用巧妙方法克服困难要求的.至于某薪面技不如人的自卑,那就完全没有必要了.这种处境既可以叫穷国的无奈,也可以叫发展中国家的后发优势,全看人们从什么角度解读了.
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