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林天河想了想说道:“那不就是有些工人先刻出模子,再往上面涂抹颜料,就出现图形嘛!这个我懂!”
老头说道:“那个模子,就类似掩膜板。我先说镜头,光越细,就越容易出现干涉条纹,这个你上中学应该学过。但是光刻机需要高精度,就必须使用短波长的光,现在基本都是用的汞光源的紫外光,就是让光不产生或者少产生干涉条纹。”
“但这还是不够,还要用到镜头,通过几块、十几块、甚至几十块透镜组合,让光线更好的聚焦。这就要求镜头极其光滑,打个比方,如果把一块镜头扩展到地球这么大平面,不能有一个几厘米高的土堆!”
“以后随着精度的提高,对镜头的要求,也会随之提高!同时,玻璃虽然透光,但是镜头多了,光线也会衰减,这就需要透光率更高的玻璃!”
林天河目瞪口呆,他原来知道镜头技术含量很高,但没想到这么高!
这镜头怎么抛光?
打磨镜片的师傅手工抛光?
老头却猜到了林天河所想,说到:“你想的没错,他们现在是使用老师傅手工抛光!那台光刻机上面的镜头,是从几百片镜片中挑出来的!”
“我原想,他们既然能够生产3微米的光刻机了,那镜头应该不是问题,实际上却是大问题!我之前觉得能手搓光刻机,也真够狂妄无知了!”
老头满脸沮丧,他又何尝不是心里拔凉?但老头还没说完,接着又说到:“不光是镜头,工件台的问题也很大!步进投影式光刻机,采用的是缩放投影的方式工作。因此曝光区不再是整个硅片,而是其中的一小块面积,所以每曝光一次,硅片就必须移动到下一个区域再曝光,直到全部完成。”
“这样好处是提高了光刻的分辨率,但是曝光工作大量增加,这就是以牺牲速度换来更高的精度。”
“工件台的定位精度影响对准精度,运动的速度决定了光刻机每小时的硅片曝光量,光刻机的精度和效率全靠工件台的技术水平。 ”
“现在青华那台光刻机,是要精度没速度,要速度没精度。他们现在是需要停下来,手动调节,这你敢信?”
林天河原来哪知道这个,他之前听过双工件工件台这个名词,上市的华焯精创他还买过股票。
但是这工件台是怎么工作的,他是一无所知。
现在总算明白了,这就相当于春节卖对联,写一个字,往上面拉一下纸再写下一个。拉的位置不准,字写错位置,整张纸就废了。拉的太慢,一上午写不了几幅。
当然,人没有这么笨,还可以通过手臂调节,写到正确的位置上的,机器却不行。
但是青华的光刻机是手动调节?
光刻一个位置后,通过手柄移动位置?
一个位置调节要几分钟?几十分钟?还是几个小时?
老头又说道:“工件台的精度和速度要求极高,需要瞬间急加速然后瞬间急停。后世的工件台按照瞬间的加速度算,已经超过火箭发射升空的速度,而且还需要在下一刻精准的停在位置上,不能出现任何差错,因为这种速度下任何差错都没办法弥补。错了虽然不至于整片晶圆报废,但只能重来!”
这是人类在与物理极限做斗争呀,现在的光刻机要差很多吧?
林天河问道:“那后世的光刻机是怎么解决这个问题的?有没有借鉴意义?”
老头说道:“这方面的技术思路,最开始使用伺服电机驱动,但是精度不够。后来改用油压驱动,又会产生巨大的噪声和震动。”
“再往后,进步到气悬浮和磁悬浮。大致思路我知道,但是这个我完全不懂。asml的磁悬浮,再搭配量测工具,那是他们的绝招,不会外传的。”
这东西,老头不懂,林天河更是不懂。听名字,大概知道是什么东西,但是具体是怎么工作的?鬼知道!
老头接着说道:“刚才就说到测量工具,这东西你肯定懂,但是重要性你却不懂!测量的精度,你更是一无所知!早在1930年代,david mann就制作出了微米轮,可以测量1\/1000毫米。”
“1959年,gca公司收购了david mann创办的这家机械测量仪器公司,成立了事业部。1961年,david mann公司发布了现代意义上的第一台光刻机,型号971。从这里你就可以看到测量精度的重要性!”
测量工具的重要性,林天河能够理解,但是要精密度要多高,老头没说。
比如你生产一台光刻机,你怎么知道能达到什么光刻精度?
安装时,地面的平整度,物镜与掩膜板的距离,掩膜板与工作台的距离,工件运送硅片的位置,全都需要测量。