第72章 研发光刻机的难题！

    第一，光源问题。光刻机以光为媒介，刻画微纳于方寸之间，实现各种微米甚至纳米级别的图形加工。目前最先进的光刻机已经能加工13纳米线条，相当于人类头发丝直径1/5000的线条。能将193nm的短波紫外线替换成135nm的极紫外线，而这个光源，是来自白鹰国的cymer，将短波紫外线多次反射后得到的。简单来说。就是用功率为250的二氧化碳激光不断的轰击跌落下来的金属锡滴液。在进行连续轰击之后，就能激发出euv等离子体，从而获得波长更短的光。在这个过程中，每秒大约要攻击5万个滴液，而一个金属锡滴液，只有20微米的大小。这是什么概念？相当于从地球上发射出了一束手电光，在月球上看到了。精密程度，堪称恐怖。而光刻机所需要的光子能量无法通过直接照射来获得。在光源制造中需要将锡融化成液态，然后在锡一滴一滴滴落的时候用激光攻击锡珠。让其转化为等离子态，释放出极紫外光。这种制造方式难度极大，对软件和硬件来说都是一种考验。第二，就是用来调整光略和聚焦的反射镜。普通光刻机的物镜是透镜，高端光刻机的物镜是反射镜，还要利用bragg反射的原理添加涂层。反射镜的作用是把模板上的电路图等比例缩小，在硅片上以电路图的形式呈现，这也是制造芯片的关键元件。euv多层膜反射镜作为光学系统的重要元件，成为了euv光源的一项关键技术，需实现euv波段的高反射率。采用mo/si多层膜制备出的反射镜对中心波长为135nm、光谱带宽，在2以内euv光的反射率可达70。通过将mo原子和si原子交替排列，可使135nm的euv光在其中发生干涉，从而得到较高的反射效率。第三，便是控制芯片在制造生产中的纹路刻蚀的工作台。工作台的移动精度越高，所加工的芯片精度就越高。想要达到尖端光刻机的程度，就必须研发一种高精度的激光干涉仪。以此进行微动台的位移测量，构建闭环控制系统，进而实现纳米级的超精密同步运动。每一次曝光都要更换不同的掩膜，掩膜与硅晶圆之间每次都要对准操作。芯片每个元件之间都只有几纳米的间隔，必须将掩膜与硅晶圆之间的对准误差控制在几纳米范围内。在芯片的制造过程中，并不是一次曝光就可以完成的。一次对准可能相对比较容易，但多次对准曝光，难度相当大。相当于端着一碗汤做蛙跳，还要保证跳了几十次之后，一滴汤都没洒出来。当陈江河了解完最后一个难题时，他也终于明白，系统发布任务的意义在哪里了。因为第四个难题，便是耗电问题。光刻机在工作过程中稳定输出高功率的光线，以支持其在晶圆上的持续刻蚀。需要消耗电量将整个工作环境都抽成真空以避免灰尘，同时还要通过更高的功率弥补自身能源转换效率低下的问题。尖端光刻机一天的耗电量，就高达500度电，堪称恐怖。倘若没有持续供电的设备为光刻机提供源源不断的电能，就算其他问题都解决了，也无法完美的制造芯片。当然，有了可控核聚变加持的小型核电站，这个问题便迎刃而解了。“陈将！”

    就在这时，身后传来万袁熙的声音，打断了陈江河的沉思。转头望去。万袁熙的身旁跟着一道苍老身影，黑白相间的头发，刚正不阿的脸庞充满了正义凛然的气息。陈江河刚准备说话，对方居然直接越过，目光死死注视着大屏幕上的研发流程数据。数息过后。苍老双眸遍布骇然，震惊万分。“天才！简直是妖孽一般的天才啊！”

    注视着眼前的身影，陈江河唇角微扬，知道对方便是万袁熙推荐的人，贺镕鸣！贺镕鸣。毕业于清北大学物理系。华夏研究院院士，国际著名联合会院士，致力于发展新的微电子器件和加工技术，尤为擅长光刻机。早在五十年前，贺镕鸣便研制出了华夏第一台光刻机，开创历史。并且，在研制光刻机过程中，发现传统的光刻胶使用过程存在很多问题，比如分辨率、散步等。经过贺镕鸣的大量研究和试验，最终开发了新型光刻胶，大幅度提升了光刻机的精度和生产效率。开发的新型加工技术，例如热刻技术、电刻技术等，大大提高了光刻机的加工能力。总而言之。在华夏光刻机领域，贺镕鸣是当之无愧的金字塔顶端。所拥有的先进技术和精神，对华夏光电子学的发展，对技术进步的推动，都有着至关重要的作用！“您就是陈先生吧？久仰久仰！”

    陈江河微微一笑，“贺老，幸会。”

    贺镕鸣紧紧握住陈江河的手掌，激动道：“前不久，我回母校讲座，还听闻了陈先生的事迹。”

    “高考满分的成绩，毅然决然的拒绝了清北，转头创办山河大学，致力于华夏科研技术，值得钦佩！”

    陈江河抽出手掌，平和一笑，“贺老言重了，跟您相比，我还差得远呢。”

    说罢。不给贺镕鸣继续寒暄的机会，指着会议室前方的大屏幕，剑眉微凝，询问道。“贺老，关于1nm光刻机的研发流程，还有什么问题吗？”

    见陈江河将话题引到专业领域上，贺镕鸣的神情也变得凝重起来，打量一番，沉吟道。“问题很多，主要是光刻机涉及的技术很多，也很复杂。”

    “比如系统集成、精密光学、精密运动、精密物料传输以及高精度微环境控制等，容不得半点错误。”

    “不考虑光刻机的纳米程度，想要制造光刻机，可以拆分为两个部分。”

    “一个是核心组建，包括光源、镜头、双工作台、浸没系统等关键子系统。”

    “另一个则是配套设施，包括光刻胶、光掩膜版、涂胶显影设备等。”

    “想要研发1nm级别的光刻机，这些东西都需要从头开始，一步步的进行完善升级。”

    话落。陈江河抬手抚摸着下巴，缓缓点头。不愧是华夏光刻机领军人物，对于该领域的了解，绝对远超其他人。“陈先生，虽然光刻机比较复杂，但有您提供的研发流程，我有信心。”

    “只要给我一定的时间，我肯定能突破技术桎梏，我们什么时候开始？我已经等不及了！”

    望着贺镕鸣激动兴奋的模样，陈江河无奈的摇了摇头。不怪贺镕鸣如此失态，主要是华夏目前在光刻机领域，的确落后太多了。光刻机是晶圆制造工艺的最核心设备，通俗来讲，就是制造芯片的核心装备，被誉为半导体制造业皇冠上的明珠。现在的光刻机，可谓是比原子弹还要稀有的存在。目前全球拥有原子弹的国家不少，包括华夏、白鹰在内的九个国家都拥有核弹。但能够制造出尖端光刻机的国家，却只有尼德兰国和樱花国两个国家。主要是光刻机技术的突破存在很多难点，哪怕是贺镕鸣也很难攻破。但有了陈江河提供的准确数据和流程，贺镕鸣坚信，华夏自主研发的尖端光刻机，很快就可以问世了！陈江河说道：“贺老，只要您想，随时可以开始，要人给人，要钱给钱。”