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參觀結束,一行人來到基地頂樓一間安保級別極高的專用會議室。
厚重的隔音門關閉,只剩下核心的幾人。
短暫的沉默后,常浩南端起茶杯抿了一口,放下,目光直接投向吳明翰。
“吳院士,拋開繼續優化多重曝光和分辨率增強技術這條路不談,在現有的193nm
ArF光源條件下,要想提升單次曝光的分辨率,還有沒有更直接的技術路徑?”
手握負折射材料這么個王炸,那最根本的解決方案當然是走向表面等離子體光刻,由攜帶高頻信息的倏逝波取代低頻的傳輸波成像,直接掘了當前半導體生產體系的祖墳。
但這種事情相當于從零開始蓋高樓,連理論基礎都要重新來過,顯然不是一朝一夕能完成的。
所以為了應對眼前隨時可能出現的危機,最好還是能在現有基礎上,整出來點短平快的升級手段。
吳明翰一直在思索常浩南的真正目的,但這個問題實在普通,深究不出什么東西來。
只好照常回答:
“在相同波長的光源下,不同型號光刻機,比如我們現在用的NXT:1950i和ASML更先進的NXT:2000i,它們性能差異的核心指標還是數值孔徑(NA)和工藝系數。”
他拿起激光筆,在桌面投射出一個簡易的光路示意圖:
“NA值,簡單說,決定了光學系統收集和匯聚光線的能力,這個項越高,理論上能達到的分辨率極限就越小。”
激光筆的光點停留在象征物鏡的透鏡組位置:
“具體來說,NA等于底鏡、浸沒液和光刻膠三者折射率(n)的乘積,再乘以孔徑角半角的正弦值,當然光刻膠和孔徑角的設計自由度有限,所以主要是另外兩項的材料。”
“我們目前使用的NXT:1950i,是氟化鈣底鏡,配合2G系列的浸沒液,NA最高能達到1.35左右,更先進的NXT:2000i,底鏡是性能更好的氟化鋰鋇,浸沒液也是優化的3G系列,能把NA推高到1.45左右。”
吳明翰放下激光筆,看向常浩南:
“不過,這基本就是傳統技術路線的極限了。”
常浩南一直專注地聽著,此刻微微皺起了眉:“浸沒液這塊我不熟悉,不過……底鏡為什么不能用折射率更高的材料?”
緊接著又補充了一個更詳細的數字:“我記得……镥鋁石榴石的折射率能接近1.9?”
這是之前做實驗過程中用過的。
這個問題一出口,會議室內包括周學、黃煒在內的所有人,幾乎同時精神一振。
倒不是說問題本身有多精深。
而是足夠具體。
這絕非一個外行能隨口問出的問題。
無論答案是什么,都強烈地印證了一點:常院士此行,絕對帶著明確的技術目的和解決方案而來!
吳明翰立刻回應道:“镥鋁石榴石確實是目前已知的、在深紫外波段折射率最高的透明材料……理論上,如果能將它成功應用于物鏡底鏡,結合目前最高端的第三代浸沒液,確實有可能將NA值提升到1.70……或者更高。”
他先是吹捧了一番,然后話鋒一轉:
“不過,高折射率帶來的高NA值也有弊端。”他再次拿起激光筆,在剛才的示意圖上著重描繪底鏡的位置:“一個優秀的光刻物鏡組,要求光線在系統內的走勢盡可能平滑,而光線的大折射角傳播則必定給系統帶來較大的像差和色散差。”
“設計物鏡組的過程中一方面要防止系統內多個反射鏡之間遮攔成像光束,另一方面還要盡可能降低因為超高折射率而導致的像差和色散差,難度極高……就算設計能夠實現,也需要引入更多的鏡片元件、更復雜的曲面設計……”
吳明翰并非光學系統出身,但這部分知識對于半導體生產領域而言不算特別前沿,所以也能很快解釋清楚:
“總之,目前還做不到。”
然而,這個結果卻沒有讓常浩南感到氣餒。
尤其是在他聽對方說起像差和色差的時候——
無論“突破衍射極限”的猜想是否能夠成行,負折射率材料天生的負色散特性總歸是確定存在的。
單憑其在色差補償方面的顛覆性能力,也足以成為解決超高NA物鏡組設計痛點的關鍵。
他心中迅速盤算起來:
如果能把現有DUV光刻機的NA值從1.35大幅提升到1.70以上,相當于把等效分辨率波長從142.2nm壓縮到112.9nm。
這將極大擴展現有DUV設備的實用能力邊界,可能直接解決40nm乃至28nm的圖形化問題,顯著減輕對多重曝光技術的依賴,從而繞開良率和成本的泥潭!
片刻的思索后,常浩南心中已有了初步的盤算。
他依舊沒有直接點破負折射率材料的存在,但決定再向前推進一步。
“實不相瞞,火炬實驗室目前正在探索一種新型的光學系統設計理念,其中涉及一些……非傳統的路徑。”他措辭謹慎,“為了更好地評估這種新理念的潛力,我們迫切需要一些關鍵的設計輸入參數。”
吳明翰心說終于來了。
對方提出的要求極其具體且專業,目標明確指向了物鏡系統。
結合之前提到的“新型設計理念”和對镥鋁石榴石特性的關注,一個模糊但激動人心的輪廓在吳明翰腦海中逐漸浮現——
常院士手中,很可能掌握著一種能夠解決高NA值問題的顛覆性技術!
想到這里,他用肉眼難辨的速度掏出了早就準備好的紙筆:
“您說”
常浩南看著眼前這副早有準備樣子也是一愣,然后開始列出需求:
“首先,我們需要明確目標NA值下對應的、實際光刻工藝所要求的光學設計規格。包括但不限于:有效成像視場的大小、允許的最大波像差、畸變容限、還有系統的工作距離等硬性指標。”
“其次是透鏡組的整體結構布局……”
洋洋灑灑,十幾分鐘才終于說完。
吳明翰從頭到尾瀏覽了一下。
不知道是不是常浩南有意,總之幾乎不涉及華芯國際的核心技術。
甚至無需向董事會征求意見,他這個層級就能直接做決定。
于是朝著周學點了點頭。
后者隨即接過話茬:
“雖然全折射物鏡的研發項目已經中止,但所有技術文檔和實驗數據都完整歸檔保存著,我可以直接授權調閱,雖然當初的設計遠達不到1.7NA的指標,但里面的設計邏輯、材料選擇考量、以及當時遇到的像差問題記錄,應該很有價值。”
“放心,調閱就足夠了。”常浩南點頭,“都是一套體系里面的,我知道內部會有一些保密要求,不會復制的。”
周學聽罷,略略松了口氣:
如果對方真要拷貝一份帶走,難做的只會是他自己。
“感謝常院士您理解。”
周學搓了搓手,但旋即語氣一變:
“不過,常院士,關于折反式物鏡系統……我們華芯就只有一些最基礎的原理性了解和公開文獻能搜集到的皮毛信息,詳細設計數據、材料應用和像差控制經驗,我們掌握得很少。”
“國內真正精于這方面,應該首推長光集團,他們是國家在高端光刻光學系統研發方面的絕對主力,也負責承擔物鏡系統的攻關任務……”
吳明翰這會兒已經把本子收好,重新開口道:
“常院士,如果需要的話,我可以立即和長光方面取得聯系,由我們華芯出面協調,看是否能為您獲取必要的規格信息或設計參考……長光的張汝寧研究團隊,在這方面是真正的權威。”
果然。
常浩南心想。
這下省功夫了。
他站起身,主動和吳明翰握了握手:
“那就勞煩吳院士了。”