第一个问题,指向了光刻机的核心——光学系统。
“目前主流的EUV光刻机,其光学系统的数值孔径(NA)是0.33。用一个通俗的比喻,这就像用一支笔尖0.33毫米粗的笔,去画7纳米宽的线,已经非常勉强。想要画出1纳米的线,用这支笔是绝对不可能的,光线的衍射效应会把图案弄得一团模糊。”
“唯一的出路,就是升级到High-NA EUV,也就是高数值孔径的EUV光刻机!”
他的思绪瞬间锁定了前世中ASML和蔡司正在艰难攻关的下一代技术。
“将数值孔径从0.33提升到0.55!这意味着光学系统要彻底推倒重来。不能再用传统的对称式反射镜组,必须引入‘变形镜’(Anamorphic Mirrors)!整个光路系统将变得无比复杂,反射镜的数量和精度要求都将达到一个全新的、令人发指的级别!”
第二个问题,则是材料科学的终极挑战——互连线电阻。
“当线路宽度缩减到1nm级别时,传统的铜互连导线会遇到灾难性的电阻率飙升问题。电子在如此狭窄的通道中移动,会频繁地与导线晶格的边界和表面发生散射,导致电阻急剧增大,信号延迟,功耗爆炸。这就是‘尺寸效应’。继续用铜,等于修了一条只有一个车道的高速公路,瞬间就会堵死。”
“必须寻找新的互连材料!钴?钌?石墨烯?”
无数种前沿材料的物理参数在他脑中飞速闪过,进行着亿万次的模拟和匹配。
“钴和钌比铜好,但提升有限。石墨烯理论上完美,但目前的制备工艺还无法满足晶圆级大规模、无缺陷的制造要求……”
突然,一个被他从知识库深处挖掘出来的、融合了多种技术的解决方案,在他脑海中闪耀出璀璨的光芒。
“有了!”
陈启明的嘴角微微上翘。
“晶体管,采用多层堆叠的环绕栅极纳米片(Stacked Nanosheet GAA)结构!光学系统,设计一套全新的、包含八块非球面变形镜的0.55 High-NA EUV光路!互连材料,放弃单一材料方案,采用‘钌-石墨烯’复合薄膜技术,利用原子层沉积(ALD)技术,先铺设一层超薄的钌作为黏合与阻挡层,再在上面原位生长单晶石墨烯作为核心导电层!”
这三大核心突破,如三根擎天之柱,瞬间撑起了一座前所未有的科技殿堂!
原本只是模糊的想法,在这一刻变得无比清晰。
无数关于物理、材料、光学、精密控制等的公式和参数在他脑中自动排列组合。他甚至不需要纸和笔,整个设计过程都在他的脑海中以超越超算的速度进行着。
每一块反射镜的曲率参数、每一个支撑结构的拓扑构型、每一道制造工序的温度和压力……所有的一切,都以最完美、最合理的方式组合在一起。
短短十几分钟的沉思,其运算量,足以让全世界所有超算联合工作数百年!
当陈启明再次睁开眼睛时,他的眼神中充满了创造者般的光辉。
在他的脑海里,一台完整的、超越当前时代至少二十年的、能够实现1nm制程的High-NA EUV光刻机,已经完成了从理论构建到详细设计图纸的全过程!这就是逆天悟性的魅力!
他走回办公区打开电脑,双手如同幻影般在虚拟键盘上飞舞,将脑海中那庞大到无法想象的数据流,转化为切实可行的制造指令,并下单新加入以及不够的材料。
完成,陈启明站起身,眼中闪烁着难以抑制的兴奋与期待。
他大步流星地走向实验室。
真正的奇迹,即将诞生!
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