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光刻机需要工作在超高无尘环境下,刚刚组装完成的测试样机正在无尘车间内安装调试。刘焱换了一身白色防尘服,戴上防尘帽,通过风淋间进入无尘车间。
此时是上午十点左右,处于每天的早班时间,晶圆工厂的四条芯片生产线正在全力运作,数千名工人,正在生产线上,有条不紊的工作。走过生产区域,进入测试区域,以姜安平为首的几十名研究人员,正围在一台一人多高的设备,做最后的调试,旁边还有几名维创电子公司的高管站在那里围观。
刘焱凑上前去,朝研发二部部长乌光辉问道:
“这台就是光刻机研发实验室制作出的第一台光刻机吗?什么时候能开始光刻测试?”
听到有人提问,阳威力、金小雅等人同时转头看过来,见是老板刘焱,纷纷打招呼问好,乌光辉出声给刘焱解释道:
“对,就是这台机器,昨天组装完成之后,第一时间就从研发大楼搬运到了无尘车间,经过一天一夜的安装调试,现在已经差不多可以开始了。”
刘焱满意的点点头,围着光刻机转了一圈,这台设备为全封闭结构,就像一个四四方方的铁皮文件柜,外壳喷涂成了乳白色,左右两侧,设置有硅晶圆入口和出口,靠外一侧安装着一个控制面板和一台大屁股显示器。
刘焱有些疑惑的问道:
“看外表,我们这台光刻机似乎和J能、N康的光刻机都不太一样,这是对外壳进行了优化吗?”
乌光辉摇摇头之后说道:
“我们不光优化了外壳,同时也优化了部分内部结构。
老板你提供的资料里不是有一部分0.5微米光刻机的预研资料吗,姜教授他们研发一微米光刻机的时候,参考了0.5微米光刻机的内部结构,对设计图进行了一些更改优化。
从理论上来说,这些优化对晶圆的加工速度和加工精度,应该都有所提升,实际情况如何,还需要测试过后才知道。”
姜安平等人又忙活了半个多小时,光刻机终于调试完成,将提前准备好的掩膜版固定到掩膜版工作台上。阳威力通过对讲机沟通,让一位名为柏巧玲的女工,送来了几十片已经涂好光刻胶的硅晶圆。
姜安平亲自动手,将硅晶圆安置到光刻机晶圆入口处的支架上,然后按下操作面板上的启动按钮。
光刻机内部传出细微的机械转动声音,一张硅晶圆被机械臂送进光刻机内部,在深色玻璃观察窗上,亮起一抹深邃的紫色光芒,开始对硅晶圆进行加工。
见状,刘焱出声询问道:
“这台光刻机使用的是哪种光源,是高压汞灯产生的436nmg-line和365nmi-line,还是248nm的KrF准分子激光作为光源?”
乌光辉回答道:
“现在使用的是高压汞灯产生的365nmi-line作为光刻光源,理论上,这种光源能一直将光刻机的加工精度提升到0.35微米,作为未来一两代光刻机的光源足够使用了。
准分子激光光源,是下一代光刻机光源技术,咱们研发部已经立项开始研发,但这种技术在世界范围内,也是最前沿研发项目,开发难度非常高,不是短期内能攻克的。”
这台新研制的光刻机的加工速度还是很快的,即使是初次测试,柏巧玲拿来的几十片硅晶圆也在二分钟内,全部完成了光刻加工。
这些光滑如镜的硅晶圆上,多了很多方块状的纹路。测试用的掩膜版,是晶圆工厂正在生产的ARM1芯片掩膜版,其复杂程度和尺寸大小,是晶圆工厂出产的所有芯片之最。
按照原本的计划,第一次光刻测试,应该选用最为简单的单片机芯片作为加工目标,这样一来,就可以从易到难,逐步查漏补缺,将光刻机修改完善。但姜安平和几个主要研发人员,对光刻机测试样机非常有信心,直接上了最大难度,也是需求量最大的ARM1芯片。
维创电子公司推出的第二代游戏掌机上市之后,立刻受到电玩爱好者的热捧,仅仅上市半个多月,就售出了300万台。随机配送的和两款游戏,在画面、音效、游戏可玩性上,碾压市面上的所有游戏。游戏掌机热销,作为主控芯片的ARM1需求量大增,可是产品合格率始终徘徊在60%~70%之间,提升速度非常缓慢。
经过蒙小刚、姜安平,几个相关领域的专家研究分析,认为ARM1合格率过低的原因恰恰是光刻机精准度不达标造成的。晶圆工厂内的这几条芯片生产线毕竟是使用了一二十年的设备,能正常生产芯片就不错了,想要苛求加工参数完全达标,几乎不可能。其中影响最大的,就是作为核心设备的光刻机。
姜安平亲自动手,使用专用夹具,将光刻完的几十片硅晶圆装进专用容器,拿去芯片生产线那边,去进行后续的刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。
两个多小时之后,所有工序走完,几十片硅晶圆,变成了一千多枚封装完成的ARM1芯片。刘焱、乌光辉、姜安平等高管和研发人员,开始动手对这批芯片进行全面测试。
半小时后,所有芯片测试完成,姜安平对测试结果进行了汇总,最后宣布道:
“此次我们自主研发的一微米光刻机测试,共选用了35片硅晶圆,加工过后,切割封装成1750枚芯片。
经过全面测试,合格产品共1203枚,合格率为68.7%。
也就是说,咱们光刻机研发实验室生产的第一台一微米光刻机,第一次开机测试生产,就成功了,并且合格率已经达到了晶圆工厂内现有几台J能和N康光刻机的加工水平。”
听完姜安平的发言,刘焱带头鼓掌,其他维创电子告诉的高管和研发人员,以及其他负责封装测试的员工紧随其后,现场爆发出一阵热烈的掌声。
在场观摩的维创电子公司员工们都在七嘴八舌的讨论着:
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