宋真一之所以选择入驻光刻机专项项目组,就是因为这是所有专项项目中最难的。
最难啃的骨头必须由他来啃,无法假手于他人。
光刻机的工作原理是:
利用特定波长的光,通过掩模版和一系列极其精密的反射镜或透镜系统,将纳米级的集成电路图形,像盖章一样,一层一层地“印刷”到硅片表面,为后续的刻蚀和注入工序提供图案模板。
这是集物理学、光学和材料科学等诸多科学学科于一体的尖端集合体。
这种高尖端的设备只为生产芯片。
宋真一将光学部件的研发以及波长转换的专项研究任务交给了光机所。
其他相应的任务也都安排了下去。
为了掌控关键节点以及攻克关键课题,宋真一还是使用老一套。
准备了一张a3纸,开始梳理项目节点。
光刻机工作的核心步骤可以分为四步,分别是:
涂胶: 在硅片上均匀涂覆光刻胶(感光材料);
曝光: 通过光学系统将掩模版上的电路图案投射到光刻胶上;
显影: 溶解已曝光或未曝光的光刻胶,形成三维图案;
后续处理: 通过刻蚀、离子注入等工艺将图案转移到硅片上;
三个关键参数:
1、分辨率: 最小可分辨特征尺寸,由瑞利判据决定:r = k?·λ/na
λ:光源波长(单位:n);
na:数值孔径;
k?:工艺因子(通常025-04);
2、套刻精度:多层图案对准精度,当前先进水平<2n;
3、产率:每小时处理的硅片数量(wph);
这其中最难的难点就在于光源的演变。
从g-le到euv这中间经历了六次演变。
想一步到达euv是不可能的,光刻机太复杂了,以现在的条件,就算宋真一有信心10-15年之内可以完成,国家也等不起。
就跟战机一代代更新迭代一样,事物是要尊重发展规律的。
宋真一打算先把浸没式光刻技术研发的到最前沿。
先落地让国家用芯片由点带面去带动工业革命,先积累财富再说。
一步先就是步步先,用空间去置换时间。
有了时间,宋真一有信心让euv提前问世。
浸没式光刻技术的工作原理是:
在最后一个镜头和硅片之间填充高折射率液体(通常为水,n=144)。
能达到的效果是na从干式的093提升至135,分辨率提升约45。
技术难点在于气泡控制、液体污染、热效应管理三个方面。
写到这里,宋真一开始回忆上一世浸没式光刻机的发展历程。
记忆中03年asl与台积电合作开发首台浸没式光刻机。
06年scan xt:1900i量产,支持45n节点。
07年,na提升至135,支持32n节点,10年就进入euv时代了。
那么现在要做的就是用一到两年的时间,直接完成na提升至135,支持32n节点。
这样做的话最直接的好处就是将芯片从深亚微米时代直接推进到纳米时代。
只要在两年内完成,那么华夏就将至少领先整个世界两年以上。
【工艺节点90n-45n】
【晶体管数量125亿-731亿】
这是宋真一在a3纸上写下的最终结果,也是此次光刻机专项项目组的最终目标。
1996年1月1日,这一天宋真一接到了王大炮的电话。
在电话中王大炮兴奋的告诉宋真一他又要当爸爸了。
朱林和王小花都有了三个月的身孕。
骤然听到这个消息,宋真一的心情既兴奋又纠结。
兴奋的是练小号的目的达成了。
纠结的是因为项目组的原因,又是只能任由小号自行成长了。
不出意外,在他们哥哥们和姐姐的影响下,小号大概率也‘废’了。
时也命也,罢了!认命了!
深深地叹了口气,宋真一又开始全身心的投入到工作当中。
时光如梭,转眼一年的时间过去了。
一年的时间,在宋真一的高效的工作效率下。
工艺节点达到90n、晶体管数量增长到125亿的浸没式光刻机正式问世。
在经历一个多月的设备调试后,被命名为‘真武’的光刻机正式交付。
在这样的前提下,宋真一给专项项目组全体成员放假一个半月。
在一年的时间里,所有研究人员宵衣旰食,连一个休息日都没有享受过。
必须让大家好好休息一下,调整一下心态。
再这么干下去人都废了。
当宋真一宣布这一消息的时候,保密基地内响起一片欢呼。
宋真一是最后一个离开基地的,这一天刚好赶上1997年的2月21日,农历正月十五元宵节。
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宋真一到家的时候是下午四点半。
进到前院客厅的时候就看到一大家子都在等着他。
“爸爸!4”。
四个孩子都跑到宋真一身边,林怀瑾和朱握瑜在宋真一身前站定。
宋维祺和宋攸宁则是直接扑进宋真一的怀里。
抱着老三和老四,看着老大和老二,宋真一一时之间有些恍惚。
9岁的林怀瑾和朱握瑜已经有了一米六的身高,恍惚之间宋真一有一种儿子长大了的错觉。
姥爷林胜利走到了宋真一的身前拍了拍外孙的肩膀,打断了宋真一的思绪。
“小真,这一年多的时间辛苦了,干的不错,我们全家都为你感到骄傲,去看看景行和思齐吧!”。
听到姥爷说出的两个陌生的名字,宋真一一愣。
随即就反应过来这是还没见过的两个儿子的名字。
想到这里,宋真一急忙看向被朱林和王小花抱在怀里呼呼大睡的两个小家伙。
宋真一有些激动的走到朱林和王小花的身前深情的说道:
“媳妇儿们,辛苦你们了!”。
“有啥辛不辛苦的,看看孩子吧,他们是同一天出生的,老五叫林景行、老六叫宋思齐,前后差了20分钟!”。
朱林笑着回道。
说着就将怀里的林景行塞到宋真一怀里。
宋真一有些手忙脚乱的抱着儿子,仔细看去,依稀能看见林怀瑾和朱握瑜小时候的影子。
不过相比哥哥们,林景行长得更像朱林一些。
宋真一兴奋的在儿子脸上亲了好几口,将近六个月大的小家伙在睡梦中被亲醒。
睁开眼就看到宋真一,小嘴一撇,十分不给面子的哭了起来。
宋真一急忙将儿子还给朱林,说来也怪,小家伙一回到母亲怀里就不哭了。
宋真一哭笑不得的看着这一幕,转头从王小花怀里抱过最小的儿子。
两个儿子身上奶香奶香的,宋真一忍不住刚想亲两口,儿子就醒了。
兴许是被刚才哥哥的哭声吵醒了,宋思齐跟哥哥不同。
睁开眼看到陌生的宋真一,没有哭,小手一巴掌打在宋真一的脸上。
大眼睛瞪着宋真一,那个彪悍劲跟他姐姐和妈妈如出一辙。