中科院化学所的支援速度,快得令人咋舌。
就在李晓宇那通电话打完后的第三天,刘所长便亲自带着一支由三十名高分子化学、精细化工领域的顶尖专家组成的“化学军团”,风尘仆仆地赶到了江州。
他们带来的,不仅是那个年代国内最珍贵的实验仪器和试剂,更带来了中国化学界几十年来,在感光树脂领域默默耕耘所积累下来的,厚重的技术底蕴。
“李总工,人我给你带来了。只要能造出光刻胶,别说是没日没夜,就是让我们喝试剂,我们也不皱一下眉头!”刘所长一见面,就立下了军令状。
“影青”计划,在“金陵中心”的一间新建成的,拥有最高洁净等级的化工实验室内,正式启动。
然而,摆在这群化学专家面前的第一个拦路虎,并不是复杂的配方,而是一个,在他们过去的概念里,几乎被忽略的指标——纯度。
“金属离子含量,必须控制在ppb(十亿分之一)级别?”
看着李晓宇给出的技术标准,一位老教授扶了扶眼镜,满脸的不可置信,“这……这要求太苛刻了!我们平时的试剂,能做到ppm(百万分之一)就算高纯了。ppb……那就像是在一个标准游泳池里,不能有一粒盐啊!”
李晓宇点了点头,语气严肃。
“没错,就是这么苛刻。因为光刻胶是直接接触芯片表面的材料。任何一个微小的金属离子污染,都会导致晶体管漏电,让整块芯片报废。这就是半导体级化学品,与普通化工品的本质区别!”
为了打赢这场“纯度战争”,李晓宇再次展现了他那超越时代的工程设计能力。
他没有让大家去盲目提纯,而是亲自设计了一套,从原料预处理,到反应合成,再到最终过滤灌装的,全封闭、全自动化的超纯生产线。
在这条生产线上,所有的管道、阀门、储罐,全部采用了昂贵的特氟龙(ptFE)材料,以杜绝任何金属离子的析出。
所有的操作人员,都必须穿戴全封闭的,自带呼吸系统的“宇航服”式防尘服,经过三道风淋和除静电程序,才能进入核心区。
这哪里是化工厂,这简直就是生化危机的实验室!
在这样一种近乎于“洁癖”的严苛环境下,专家们开始了艰苦的攻关。一次次失败,一次次调整配方,一次次检测离子含量……
终于,在经历了三个月的地狱般折磨后。
第一瓶,呈现出淡青色透明状,金属离子含量被死死压在10ppb以下的,国产G线正性光刻胶——“影青一号”,在无尘室柔和的黄光下,诞生了!
而就在“影青”突围的同时,隔壁的微电子研究院里,贺云飞和他的团队,也在经历着另一场“魔鬼细节”的考验。
光刻机的“心脏”——投影物镜系统,其装配难度,甚至超过了设计本身。
二十多片,形状各异,材质不同的高精度透镜,需要被极其精准地,同轴安装在一个长达一米的镜筒里。
“不行!还是有像差!”贺云飞看着干涉仪上的波面图,急得直拍大腿,“每一片透镜的单体精度都够了,但是装在一起,误差就累积放大了!同轴度偏差了0.5微米,这就足以让0.8微米的线条模糊成一团!”
这是精密光学装配中,最令人头疼的“累积误差”问题。也是制约中国光学镜头迈向高端的死结。
李晓宇闻讯赶来。他没有去调整镜片,而是仔细观察了那个沉重的金属镜筒。
“贺工,问题可能出在‘硬碰硬’上。”
他指着镜筒与透镜座的连接处,“传统的刚性连接,会让镜筒加工的微小误差,直接强加给透镜,导致透镜变形。我们,需要一点‘柔性’。”
他拿起笔,在图纸上,画出了一个特殊的结构。
他在镜筒的内壁,设计了一圈微小的,如同弹簧般的“柔性铰链”结构。
“我们利用金属的微小弹性变形,来吸收和补偿装配误差。就像我们古建筑里的榫卯结构,看似松动,实则稳固,且能自动适应应力变化。”
“这叫——柔性支撑技术!”
贺云飞看着那个巧妙的设计,眼睛瞬间亮了!
“妙!太妙了!以柔克刚,化整为零!我怎么就没想到!”
经过改进后的镜筒,再次进行装配。
这一次,奇迹发生了。
当最后一片透镜安装到位,干涉仪上的波面图,呈现出了完美的同心圆!像差,被成功控制在了衍射极限以内!
第一套合格的投影物镜系统,终于组装完成!
所有的拼图,终于凑齐。
在一个激动人心的夜晚,“神光一号”光刻机的主机,第一次被完整地组装了起来。
光源系统启动,深紫色的紫外光,经过匀光系统,穿过掩膜版,进入了那套昂贵的物镜系统。
在“女娲”系统的精准控制下,在“龙渊”工件台的平稳移动中。
那束光,最终,精准地聚焦在了一片,涂满了“影青一号”光刻胶的硅片之上。
曝光!显影!
当那片硅片,被放到高倍电子显微镜下时。
贺云飞,这位为中国光刻机事业奋斗了半辈子的老人,颤抖着手,调节着焦距。
视野逐渐清晰。
一条条,边缘锐利,线条笔直,宽度只有0.8微米的电路图案,如同大地上的沟壑,清晰地,展现在了他的眼前!
没有断裂,没有毛刺,没有粘连!
完美!
贺云飞猛地抬起头,泪水,早已模糊了他的双眼。
他看着身边的李晓宇,看着周围那些同样激动得泣不成声的年轻人们,用一种,仿佛用尽了全身力气的声音,颤抖着说道:
“我们……看见了……”
“我们看见了,微观世界的……长城!”
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