第158章 光刻机(1 / 2)

石毅没有离开。他独自站在空旷的实验室中央,看着黑板上的那些字符,基础理论差不多了,接下来就开始实践了。

芯片的制作最关键的设备是什么?

那就是光刻机——光刻机是半导体芯片制造中的核心设备。又名掩模对准曝光机、曝光系统,通过特定波长的光源将掩模板上的精密电路图形高精度转移到涂有光刻胶的硅片上。

想要制作芯片,光刻机是必不可少的。

石毅大步走向角落那张堆满图纸的工作台。台灯拧亮,昏黄的光晕驱散昏暗。他没有像之前那样在空白纸上摸索草图,而是深吸一口气,从工作台下方一个上了锁的厚重铁皮柜里,郑重地取出一个牛皮纸筒。解开系绳,缓缓展开。不是一张,而是厚厚一叠。

纸张坚韧,带着一种奇特的质感。上面的线条、标注、剖面图、爆炸视图……精细、严谨、繁复到了令人窒息的程度。

每一个零件,从支撑基座的巨大铸铁构件,到光学系统中比头发丝还纤细的透镜支架。

从驱动样品台精确定位的微型丝杠结构,到控制汞灯激发波长和强度的复杂电路模块……全部被拆解得清清楚楚。

尺寸公差标注得一丝不苟,材料要求明确列出,甚至在某些关键部件旁,还有用另一种更为简洁流畅的笔迹写下的注释和替代方案建议。

这就是系统兑换的——接触/接近式光刻机的完整技术图纸。它不是科幻小说里凭空出现的未来造物,而是一份详尽到每一个螺丝钉、每一根导线的“建造说明书”。

它的每一个细节都指向一个明确的目标:在现有极其有限的工业基础条件下,如何最大可能地“复现”出一台能工作的光刻机原型。

石毅的手指抚过那些精确的线条。这份图纸,是火种,也是千钧重担。如何将它转化为现实?如何让这些习惯了理论推导和有限实验条件的专家、技术工人,理解并驾驭这远超他们想象的技术集成体?

第二天清晨,细雨未歇。芯片攻坚小组的核心成员,连同技术科陈工挑选出的几位手艺最精湛的工人(车工赵红军、钳工孙铁蛋)还有从光学仪器厂借调来的老技工钱师傅,被石毅召集到了实验室旁边临时被改造成“光刻机工坊”的仓库里。

仓库中央,清理出一大片区域,几张长条桌拼成了巨大的工作台。

当石毅将那叠厚得惊人的图纸在台面上完全铺开时,吸冷气的声音此起彼伏。

王研究员扶了扶厚厚的眼镜,身体前倾,几乎要趴到图纸上,嘴唇无声地翕动着,似乎在辨认那些复杂的标注。

车工赵红军看着一个要求表面粗糙度达到Ra0.8的复杂曲面铸铁件图纸,喉结滚动了一下,额角渗出了细汗。

钳工孙铁蛋盯着那些要求配合间隙在微米级的滑动导轨结构,眉头拧成了疙瘩。

光学老技工钱师傅则死死盯着光学系统部分那几片形状奇特、标注着“石英”、“表面面型精度λ/10@632.8”的透镜图纸,脸色发白。

“这……这就是我们要造的东西?”陈工的声音干涩,带着难以置信的颤抖。图纸上那台结构复杂、充满精密金属美感的机器,与仓库里堆放的粗糙钢锭、简陋机床形成了极其强烈的对比。

“不错。”石毅的声音打破了这个气氛。他拿起一支细长的木棍,指向图纸最核心的部分——光学曝光系统。“这就是光刻机的‘眼睛’和‘刻刀’。它的核心任务,是把掩膜版上的电路图案,像照相一样,‘印’到涂了光刻胶的硅晶圆上。”

他的木棍点在光源位置:“核心光源,我们选用高压汞灯。不是因为它最好,而是因为它相对容易获得和激发。”

他的目光扫过众人,“汞灯发出的光,是一个混合光谱,包含多条特征谱线。其中,”木棍重重点在标注着“g-lie(436)”的位置,“这条波长436纳米的‘g线’,是我们目前最有可能利用的‘刻刀’。它的波长相对较长,对光学系统的精度要求,比更短的i线或深紫外光,要‘宽容’一些。”

石毅的讲解没有停留在空洞的概念上。他拿起一块早已准备好的普通玻璃片和一块系统兑换,边缘做了磨砂处理的石英玻璃样品。

“为什么必须是石英?”他问,同时示意钱师傅上前。“钱师傅,您是老光学,摸摸看,感受一下温度。”

钱师傅疑惑地伸手,刚触碰到普通玻璃片几秒钟,就感到明显的温热。而当他的手放在冰凉的石英玻璃样品上时,过了好一会儿,温度几乎没什么变化。

“石英!”石毅的声音提高,“它对g线乃至更短波长的紫外光,透明性远好于普通玻璃!更关键的是,它的热膨胀系数极低。”

他拿起木棍,模拟光线照射透镜,“汞灯功率巨大,普通玻璃透镜会被加热变形,光线聚焦点就会跑偏、模糊。

就像用烧红的铁片去雕花,怎么可能精准?石英透镜,就是保证我们的‘刻刀’在长时间工作时,刀尖始终稳定、锐利的关键。”

他看向钱师傅,“钱师傅,这透镜的研磨、抛光、检测,是硬骨头,更是命门。有没有信心啃下来?”

钱师傅看着图纸上那近乎苛刻的精度要求(λ/10),又摸了摸手中冰凉的石英样品,一咬牙,脸上的皱纹都绷紧了:“石厂长,只要给俺时间,给俺找最好的研磨料,俺老钱……豁出这双眼,也把它磨出来。”

石毅用力拍了拍他的肩膀,木棍随即移向光学系统中的另一个关键部件——掩膜板固定架和晶圆承片台。“这里,是‘照相’时放‘底片’(掩膜板)和‘相纸’(涂胶晶圆)的地方。精度要求,是这台机器成败的另一个命门。”他的木棍指向图纸上标注着“±0.5μ对准精度”和“平面度lt;1μ”的位置。

“0.5微米?一根头发丝的百分之一?”陈工失声叫道,旁边的赵红军和孙铁蛋脸色更白了。

“对,就是一根头发丝的百分之一。”石毅的声音很是严肃,“图案从掩膜板转移到晶圆上,两层必须严丝合缝,错开一丝,整个电路就废了。

这要求承片台和掩膜板支架在移动、定位时,必须像最精密的钟表,像最稳定的磐石。”他的木棍指向图纸上复杂的丝杠、导轨、弹簧消隙结构、手动微调旋钮的设计图。“这些结构,就是保证‘磐石’不动的筋骨。

红军师傅,铁蛋师傅,你们要做的,就是用最好的钢料,用你们那精炼的手上功夫,把这些零件分毫不差地加工出来,装配起来。每一刀车下去,每一锉磨出来,心里都得想着那根头发丝的百分之一。”

赵红军和孙铁蛋对视一眼,都看到了对方眼中燃烧的火苗和沉重的压力。赵红军猛地一拍胸脯:“厂长,俺们的手艺是厂里练出来的,是给枪炮零件较过劲的

精度就是战士的命这活,俺们接了。做不好,不用厂长开口,俺们自己把吃饭的家伙什砸了。”

石毅的目光扫过一张张或激动、或凝重、或决然的面孔,最后落在那叠厚重的图纸上。

“同志们,”他的声音低沉而有力,“图纸就在这里。它不是天书,是路标。它告诉我们目标在哪里,也告诉了我们路上有哪些沟坎。

我们要做的,就是集合我们所有的智慧、经验和……这双手。”他猛地举起自己的右手,骨节分明,“用最笨的办法,最实的功夫,把这条路,从图纸上,一寸一寸地,凿出来。

这台机器,就是我们在这片硅基荒漠上,打出的第一口井。我们要让世界知道,中国人,能用自己的手,造出最精密的‘眼睛’!”

“干!”

“豁出去了!”

“拼了!”

仓库里,众人压抑已久的决心和热血被瞬间点燃,汇成一片低沉的吼声,盖过了窗外的雨声。

光刻机工坊的战斗,在一种近乎悲壮的激情中打响了。图纸被小心翼翼地按部件拆解、复制,分发到各个负责人手中。

巨大的仓库被划分成不同的区域:重型铸造区堆满了等待浇注的砂型和通红的铁水。