第510章 十八納米光刻機【神諭紀元·三五二六年(春)】
大夏的科技樹,在攀登的道路上,總會遇到一些不講任何情麵的物理難題。
半導體產業,就是撞在這堵南牆上的領域之一。
自從幾十年前,大夏的電子工程師們利用紫外線在矽片上雕刻出第一批集成電路後,將晶體管做小、再做小,就成了整個大夏算力攀升的路徑。
然而,當大夏的光刻工藝艱難地推進到二十八納米節點時,原有的光源失效了。
“傳統深紫外光源的波長太長了。”
“光是有波長的,用粗大的刻刀,雕刻不出比刀刃還要精細的花紋。如果我們強行用現有的光源去雕刻更小的電路,光線就會發生衍射,電路邊緣會直接融化在一起,導緻晶元徹底報廢。”
二十八納米,就像是一條深淵,橫亙在大夏計算機工業的麵前。
想要跨越這條深淵,大夏必須尋找到一種波長更短,更加鋒利的光刻刀。
學者們將目光投向了電磁光譜的更深處,那就是極紫外光。
其波長隻有驚人的十三點五納米。
但在自然界的大氣環境中,極紫外光幾乎不存在,因為它太脆弱了,哪怕是薄薄的一層空氣,甚至是一個空氣分子,都能瞬間將它吸收得乾乾淨淨。
“我們不僅要人為地製造出這種脆弱的光,還要讓它在絕對的真空中穿梭,最後精準地打在矽片上。”
這是內閣在二十年前,批準極紫外光刻機研發計劃時,立下的軍令狀。
這項工程的難度,被後世的史學家形容為在針尖上雕刻大夏的未來。
……
為了獲取這把鋒利的光刻刀,大夏的物理學家們想出了一個瘋狂的方案。
液態錫等離子體激發。
在聯合實驗室最深處的真空腔室內,有一套被稱為滴錫發生器的裝置。
“滴答……滴答……”
高純度的熔融液態錫,被加壓以每秒五萬次的頻率,從極微小的噴嘴中滴落。
就在這微小的液滴在真空中自由下落的瞬間。
一台大功率二氧化碳激光器,如同隱藏在暗處的狙擊手,精準地開火了。
第一道激光,以極低的功率擊中液滴,將其拍扁成雲狀,以增加受力麵積。 緊接著的零點幾微秒內,第二道主激光以數萬瓦的功率,狠狠地轟擊在這團錫雲上!
“轟!”
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在真空的微觀世界裡,高能激光瞬間將錫氣化,將其激發成溫度高達幾十萬度的等離子體。
就在這等離子體誕生的剎那,它釋放出了一束微弱卻又純粹無比的極紫外光。
每秒鐘五萬次的精準狙擊,每秒鐘五萬次的等離子體爆發,才勉強湊夠了能夠用於曝光的光源亮度。
“產生光源隻是第一步。更要命的問題,是如何控製它。”
光源組的負責人看著實驗數據,滿臉愁容,“EUV光太脆弱了,所有的傳統玻璃透鏡都會吸收它。光線根本穿不透過去。”
“既然無法穿透,那就隻能反射。”
光學研究所接過了這根接力棒。他們放棄了傳統的折射透鏡,轉而為這台光刻機量身打造了一套複雜的全反射鏡組。
這要求反射鏡的表麵平整度,達到一個違背常理的境界。
“多層鍍膜,矽與鉬的交替疊加,這都隻是基礎。”
負責打磨這塊鏡片的光學大匠,指著那塊直徑超過一米的巨大反光鏡,“它的表麵粗糙度,必須控製在二十皮米以內。”
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這是什麼概念?
“如果把這塊鏡子放大到我們大夏一個行省那麼大。”院士用了一個形象的比喻,“那麼這塊大地上最高的山峰或最深的峽穀,起伏絕對不能超過一根頭髮絲的厚度!”
這是真正的原子級平坦。
大夏的能工巧匠們,用離子束拋光技術,在無塵車間裡耗費了數年光陰,才勉強磨出了幾塊合格的鏡片。
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