“光刻機(jī)的定位分辨率一般來(lái)說(shuō)，比制程分辨率會(huì)高一到兩代。”

    “我們新科目前采用的芯片制程是0.35微米技術(shù)，定位分辨率則能夠達(dá)到0.25微米水平。”

    “按照正常的研發(fā)序列，我們接下來(lái)五年時(shí)間里會(huì)陸續(xù)開(kāi)發(fā)出0.18和0.13微米級(jí)別的定位分辨率技術(shù)。”

    “受限于我們目前的技術(shù)水平，到2004年我們最多可以把定位分辨率推進(jìn)到90納米。”

    送走了林千軍，王中軍在實(shí)驗(yàn)室的閉門(mén)小會(huì)里露出了一臉愁容。

    大家打完了雞血，熱情卻不能直接變成科研成果，而科學(xué)技術(shù)又從來(lái)不以人的意志為轉(zhuǎn)移。

    所以在說(shuō)到具體問(wèn)題的時(shí)候，該掉頭發(fā)還是要掉頭發(fā)的。

    “情況就是這么個(gè)情況，我們現(xiàn)在能夠做到0.25微米已經(jīng)是為了追趕國(guó)際先進(jìn)水平，付出極大壓力之后的成果了。”

    “可是如果要滿足有關(guān)單位的需求，我們的納米光柵必須達(dá)到100納米的分辨率。這已經(jīng)不是亞微米技術(shù)，而是微納米的范疇了。也就是說(shuō)，我們需要跨越至少五年時(shí)間的技術(shù)發(fā)展，將定位分辨率提前推到100納米。”

    王中軍說(shuō)到這里不由皺起眉頭，手摸著煙盒卻沒(méi)有打開(kāi)：“都說(shuō)說(shuō)吧，有什么思路沒(méi)有？”

    下面實(shí)驗(yàn)室里的研究員們面面相覷，跟著一起犯起了難。

    “繼續(xù)采用化學(xué)蝕刻法怎么樣？如同通過(guò)多次曝光的技術(shù)……”

    “不行的，化學(xué)蝕刻法的各向異性太差了。即使是重復(fù)曝光蝕刻，也會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)侵蝕，精度必然達(dá)不到100納米的要求。”

    納米光柵的制作技術(shù)，其實(shí)和制作芯片差不多，一樣是通過(guò)在硅片上涂抹光刻膠，然后反復(fù)曝光、蝕刻，最后形成符合精度要求的光柵。不過(guò)目前業(yè)界通常采用的化學(xué)蝕刻方法，卻在微納米級(jí)條件下并不適用了。

    化學(xué)蝕刻法用通俗的話來(lái)說(shuō)，就是在晶圓上涂布光刻膠，然后通過(guò)曝光去除光刻膠，再用腐蝕性材料對(duì)暴露出來(lái)的硅片進(jìn)行腐蝕，最后形成集成電路需要的結(jié)構(gòu)。

    但這也有一個(gè)問(wèn)題，濕法化學(xué)蝕刻用的蝕刻液在蝕刻中，各向異性的不佳會(huì)導(dǎo)致在光刻膠覆蓋下的晶圓同樣也有一部分被侵蝕了。反過(guò)來(lái)說(shuō)，就是濕法化學(xué)蝕刻的各向同性性能很好，不僅能向下侵蝕，同樣也能向左右侵蝕。

    這樣一來(lái)，對(duì)精度要求高的情況下，這種技術(shù)顯然就天然不適用了。

    第一個(gè)提議被斃了，這無(wú)疑讓其他人謹(jǐn)慎了許多。原本還想開(kāi)口的人，臉上也皺起了眉頭。

    “100納米的測(cè)量能力，美國(guó)人有沒(méi)有？他們是怎么實(shí)現(xiàn)的？”

    “怎么沒(méi)有？沒(méi)有這個(gè)能力，哈勃望遠(yuǎn)鏡怎么上天？勞倫斯實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)加工設(shè)備有10納米的精度、1納米的定位分辨率，早就走到我們的終點(diǎn)線了。”

    “1納米的精度啊，他們是怎么實(shí)現(xiàn)的！”下面小聲討論的人，聽(tīng)到自己競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的成績(jī)，甚至都要忍不住要贊嘆出來(lái)。

    勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的光學(xué)車(chē)床，可以說(shuō)是全世界加工精度最高的設(shè)備了。早在八十年代，在開(kāi)發(fā)哈勃望遠(yuǎn)鏡的過(guò)程中，美國(guó)空軍就掌握了100納米精度、80厘米直徑的超精密大型球面的加工能力，為后來(lái)的一系列鎖眼衛(wèi)星掃平了最大的障礙。

    “怎么實(shí)現(xiàn)的？砸錢(qián)唄，為了減弱地震波對(duì)設(shè)備的影響，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的地基上配了減震，這種事情咱們連想都不敢想吧？”

    “怎么不敢想？”

    誰(shuí)也沒(méi)想到，一直在前面默不作聲的王中軍，竟然突然說(shuō)了一句話。

    “不就是錢(qián)嗎？如果給房子裝減震就能提升加工精度，那我們干嘛不這么做？”

    “給房子裝減震……很費(fèi)錢(qián)的嗎？”

    王中軍這話一說(shuō)出來(lái)，下面人竟然稍微安靜了片刻，然后紛紛深吸了一口氣。

    是啊……新科差錢(qián)嗎？

    下面這些研究員的思維，主要還是沒(méi)放開(kāi)。一方面是之前的工作都是按部就班，主要方向就是挖掘現(xiàn)有技術(shù)的極限。從濕法蝕刻向干法蝕刻轉(zhuǎn)變，或者再遠(yuǎn)點(diǎn)就考慮等離子刻蝕，這已經(jīng)是業(yè)界最新動(dòng)態(tài)了。

    另一個(gè)人難免受社會(huì)環(huán)境影響，這種付出極大成本去減少很微弱誤差的投入產(chǎn)出比，總感覺(jué)未免有些敗家了。

    雖然王中軍的實(shí)驗(yàn)室每年的科研經(jīng)費(fèi)都不缺，可花錢(qián)畢竟也是需要想象力的。

    “當(dāng)然，給房子裝減震暫時(shí)還不到這一步。”

    王中軍若有所思，沉吟著說(shuō)道：“不過(guò)，這確實(shí)是一條路子。”

    正常的科研計(jì)劃，當(dāng)然是要考慮經(jīng)濟(jì)效益的，需要循序漸進(jìn)來(lái)逐漸將一項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成熟，然后再進(jìn)行下一代技術(shù)的研發(fā)。

    誰(shuí)都知道碳化硅、氮化鎵這些材料比硅晶圓的性能更好，但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還不是在吃單晶硅這條路線，還不知道要吃到哪一年去呢。

    不把單晶硅的潛力挖光、不在經(jīng)濟(jì)上無(wú)利可圖，產(chǎn)業(yè)界怎么有動(dòng)力去更新?lián)Q代？

    但問(wèn)題是，如今擺在王中軍面前的并不是一個(gè)正常的研發(fā)項(xiàng)目。

    微納米級(jí)的納米光柵，不僅時(shí)間緊、任務(wù)重，而且還關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略。就是在這個(gè)時(shí)候，我們才有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，可以不去講所謂的經(jīng)濟(jì)規(guī)律，去拼盡全力的做一件事。

    在這一代中國(guó)人心中，時(shí)代的使命感仍然充滿了崇高的精神。

    成本，并不應(yīng)該在王中軍這個(gè)項(xiàng)目的考慮之中。

    “我們必須推翻目前的技術(shù)路徑，蝕刻法的加工精度是無(wú)法滿足需求的。我們必須要有更高的加工能力，必須跳出目前的半導(dǎo)體加工思路……”

    “更高加工能力……原子力顯微鏡怎么樣？”

    王中軍的自言自語(yǔ)，讓所有人都有些目瞪口呆。

    “主任，你想怎么用原子力顯微鏡？那個(gè)咱們所一共也沒(méi)幾臺(tái)，所長(zhǎng)寶貝著呢！”

    原子力顯微鏡在九十年代的中國(guó)確實(shí)是個(gè)稀罕玩意，不僅貴而且還不好買(mǎi)。實(shí)驗(yàn)室里要是有一臺(tái)，就好像學(xué)校里開(kāi)的機(jī)房一樣，恨不得拿白布好好罩起來(lái)，誰(shuí)也別用。

    而且國(guó)內(nèi)對(duì)原子力顯微鏡的應(yīng)用還處于摸索階段，屬于那種拿它隨便掃描一片樹(shù)葉，都能到期刊上發(fā)一篇論文。

    這么寶貝的設(shè)備，就怕王中軍獅子大開(kāi)口，占用了其他實(shí)驗(yàn)室的份額。

    “原子力顯微鏡有三種操作方式，分別是非接觸式、接觸式和輕敲模式。”王中軍的眼神忽然明亮起來(lái)，笑容中多了一些自信：“如果我們將輕敲模式的進(jìn)程設(shè)定為負(fù)數(shù)，其實(shí)它的探針完全可以在材料上進(jìn)行極為精細(xì)的加工啊！”

    “可是……”

    下面有人情不自禁的搖頭：“這樣一來(lái)，那探針也廢了吧？”

    原子力顯微鏡的原理并不復(fù)雜，就是用一根針頭去“摸”出一幅圖像來(lái)。針頭可以和操作對(duì)象接觸、不接觸或者接觸之后迅速離開(kāi)——也就是輕敲模式。

    當(dāng)針頭與被掃描物體接觸，就會(huì)有多種力在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生影響。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的計(jì)算，就能得到掃描的圖像了。

    可想而知，這樣的探針必然是非常脆弱。像半導(dǎo)體所這樣主要觀測(cè)硬質(zhì)材料，大多數(shù)時(shí)候使用的都是非接觸模式，即使如此還經(jīng)常會(huì)因?yàn)榕龅讲牧贤黄饘?dǎo)致探針損壞。只有觀測(cè)生物材料等軟質(zhì)材料的時(shí)候，才會(huì)使用接觸掃描。

    正常使用中如果有誰(shuí)敢把探針進(jìn)程設(shè)置為負(fù)數(shù)，那他這輩子都別想進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的大門(mén)了。

    “不對(duì)，IBM前幾年就用原子力顯微鏡操作過(guò)單個(gè)原子，所以這個(gè)路線應(yīng)該是可行的。”

    “IBM只是刻了三個(gè)字母，我們要刻幾百條光柵線，探針不知道要用掉多少，這成本差別也太大了！”下面的研究員聽(tīng)的都快要瘋了，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)想如果被所長(zhǎng)知道，光柵實(shí)驗(yàn)室非得做一輩子冷板凳吧！

    “探針？一個(gè)探針大概是兩百美元，如果我們用進(jìn)口探針，那確實(shí)太貴了。”

    “但這個(gè)設(shè)想的難點(diǎn)不在成本，而是花錢(qián)也沒(méi)有現(xiàn)成的探針可以用。為了在單晶硅上刻畫(huà)光柵，我們需要硅探針，這樣在刻痕的過(guò)程中才不至于污染材料。同樣我們也需要分辨率更高、更容易被去除雜質(zhì)的針頭，硅材料很難做到我們需要的分辨率精度，此外還需要新的刻蝕方法……”

    想到這里，王中軍不僅沒(méi)有著急，反而是松了一口氣。

    做科研不怕累、不怕浪費(fèi)腦細(xì)胞，只怕找不到前進(jìn)的方向。

    當(dāng)找到這個(gè)思路之后，他的腦海里迅速將這條路徑需要解決的問(wèn)題大致的列了一遍。問(wèn)題不少、而且不小，但是，肯定有實(shí)現(xiàn)的可能！

    就像劉慈欣在《朝聞道》里說(shuō)的那樣，相比于人類意識(shí)到宇宙存在所用的時(shí)間，人類從牛頓到誕生出愛(ài)因斯坦不過(guò)是一瞬間而已。

    “如果說(shuō)那個(gè)原始人對(duì)宇宙的幾分鐘凝視是看到了一顆寶石，其后你們所謂的整個(gè)人類文明，不過(guò)是彎腰去拾它罷了。”

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