刘高工笑了:“曝光就一两秒。麻烦的是前面的对准。”
他松开工作台的锁定,用手轻轻推动一个手柄,工作台缓缓移动了一小段距离。
然后他又低下头,凑到显微镜筒上,又开始调整。
“这是下一个芯片的位置。”陈光远解释,“一块晶圆上,要做上百颗芯片。每做完一颗,就要移动到下一个位置,重新对准,重新曝光。”
吕辰看着刘高工,心里忽然明白了很多事。
刘高工的动作很熟练,但也很慢。
每一次对准,都要花好几分钟。
每做完一颗,他都要直起腰,活动一下脖子,然后再低下头。
一颗,两颗,三颗……
半小时过去,才做了十几颗。
吕辰凑到胡教授身边,看着监视器。
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监视器的图像显示的是对位标记,每一次对准,都是一个从模糊到清晰的过程。
胡教授道:“一块晶圆上百次对准,一对就是几小时,非常考验意志力。”
周工道:“人的注意力,不可能一直保持巅峰状态。”
王工道:“这个环节对良率影响太大,我们统计过,下午的良率比上午低,周一的良率比周五高,疲劳积累是主要因素。”
郑长枫点头:“连续几十次对准之后,手会抖,眼睛会花,脑子会累。哪怕是最熟练的操作员,也会有失误的时候。”
吕辰问道:“一般的操作员,一天能做多少片?”
胡教授道:“一般的操作员,两片、最多三片,刘高工手稳,能做四到五片,而且保证良率,不同的人效率和良率都不一样,经验、体力、耐心等是主要因素。”
“两片?那不就是……两百颗芯片?”
“对。”胡教授说,“如果每片一百颗,就是两百颗。但这两百颗里,能用的,也就五十多六十颗。”
百分之三十不到的良率。
不是工艺不行,是人的极限。
人累了,就会出错。
……
从光刻间出来,吕辰三人来到陈光远的办公室。
陈光远给三人倒了水:“你们也看到了,有什么想法?”
诸葛彪道:“我一直听说良率上不去,今天总算是明白了,主要因素还是在对准过程上。”
吕辰和钱兰没有说话。
陈光远问道:“你们知道这gca-ocgs怎么做出来的吗?”
端起茶杯,喝了一口,看着窗外,自顾自说了起来。
“第一次百工联席会议的时候,小吕你从那四项国家级技术中拼出了集成电路,刘星海教授提出了星河计划。”
他顿了顿:“小吕,你知道吗?那个光学微细图形曝光技术,是我研的。”
吕辰惊讶道:“陈厂长,我从来没听说过,我只知道这个技术是长光所研的,不知道是您。”
陈光远笑道:“为了在物镜上蚀刻光学刻度,我们研究出了这项技术。当时百工联席会议召开,长光所接到邀请,我就带着这项技术来参加了。”
陈光远顿了顿:“这是题外话,说回来。当时星河计划方项,因为这项技术的原因,刘星海教授要求长光所牵头研制光刻机,因为这项技术,我的老师让我担任了光刻组的组长。”
他回忆道:“星河计划立项之初,虽然有钱先生、夏先生、刘教授,以及我的老师等人支持,但并不顺利,当时专家组吵得不可开交,晶体管和集成电路的路线之争,电子束蚀刻和光刻和路线之争,自己造和外面买的路线之争……,头三个月里,天天都在吵……”
“刘星海教授坚持认为集成电路是未来、光刻是未来、技术要掌握在自己的手里,为此,星河计划第一笔oo万资金,你们红星所一分没拿,全部给了其他组。”
他说道:“当时我们联系了哈工大、上海机床厂、武水院、天津仪表厂……,十几家单位,在长光所研光刻机。没有图纸,没有样机,没有技术资料可以抄。我们只知道一个原理,光通过掩模版,投影到涂了光刻胶的硅片上,就能把图案转印上去。”
“但“知道原理”和“造出机器”之间,隔着十万八千里。用什么光源?汞灯。但功率要多大?灯管怎么散热?寿命怎么保证?”
“用什么镜头?从哪弄?我们一块玻璃一块玻璃地磨,磨完了装起来测,测完了现像差太大,拆了重磨。
工作台怎么动?用手推是最原始的方案。但推完了怎么保证位置精度?加丝杠。丝杠精度不够怎么办?加光栅尺。光栅尺做不出来?自己刻。
对准标记怎么设计?十字架。但显微镜下怎么看清楚?加照明。照明角度不对怎么办?改。
每一根螺丝,每一块玻璃,每一个旋钮,都是这么一点一点“试”出来的。”
陈光远笑道:“我们把能想到的东西,一个一个往上加。加完了现不行,拆了重来。有时候拆着拆着,忽然想通了,哦,原来应该先做这个,再做那个。就这么摸着石头过河,硬是摸出一条路来。”
吕辰三人听得都惊呆了。
陈光远问道:“你们知道这gca-ocgs,我们花了多少钱吗?”
“多少?”
陈光远比了一个巴掌:“oo万不到,仅仅oo万不到,但是我敢说,在今天年,全世界,美国也好,欧洲也罢,我们的gca-ocgs都是最先进的,我是没见过德州仪器的光刻机长什么样,但我看过他们的产品,他们没有达到微米,不要说微米,o微米他们都没达到。”
他自信道:“的确,我们的良率上不去,一直卡在o以下,但也是最先进的。我们oo万搞出来了,他们的要多少钱,一个亿美金,还是两个亿美金?”