有了陈柏然的加入,“晨曦”项目的推进速度不减反增。姜蕴宁也不必再分心去处理那些繁琐的对外协调,能够将全部精力投入在技术攻关上。
光刻机这种复杂设备的研发流程,大致可以分为四个阶段:研发、调试、小批量试产、全面量产。
目前,姜蕴宁他们正处在调试阶段,对原型机进行各项性能测试,包括精度、稳定性以及环境适应性等。调试成功后,会先进行小批量生产,验证实际产能、良率和工艺稳定性。
只有在试产阶段良率达标、材料供应充足、工艺成熟后,项目才会进入全面量产。
洁净室内,光刻机旁弥漫着低沉而均匀的机械嗡鸣。
姜蕴宁站在设备前,手中拿着刚从光刻机台出来的小批量晶圆。她把晶圆放到显微镜下,目光随着镜头缓缓移动——整体图案大致清晰,但在几个局部区域,仍能捕捉到细小的缺陷痕迹。
“良率67%,属于调试阶段的正常范围,”她低声自语,但眉头微微皱起,“还有提升空间。”
调试阶段良率一般比较低,大概在50%–70%。这个数值是通过抽样观察和简单检测仪器得到的,用来判断设备和工艺的整体表现。良率67%说明设备和工艺基本稳定,但仍需要调整。
不过,姜蕴宁心里清楚,这只是一个初步评估。要想得到正式、可靠的良率统计,还必须将晶圆送去专业检测中心,用精密设备覆盖更多样本区域,确保每片晶圆都符合设计要求。调试阶段的显微镜观察,只能提供趋势和问题指示,而送检结果,才能作为研发和后续量产决策的依据。
姜蕴宁走向控制台,调出每一片晶圆的曝光记录和掩膜版使用次数。
掩膜版在光刻过程中存在不可避免的损耗——每次曝光,紫外光都会对其光学性能造成微小影响。随着使用次数增加,图案可能出现轻微磨损或透光率下降,从而影响晶圆的精度和良率。
“把掩膜版的自检程序跑一遍,看看是否存在问题。”她低声吩咐旁边正在做记录的许念。
许念迅速操作机台,启动了掩膜版的在线自检程序。
一会儿之后,屏幕上显示出掩膜版部分区域的透光率略有波动,提示存在光学偏差或微小缺陷,需要进一步人工检查确认。
“看来问题出在掩膜版。”姜蕴宁目光一凝,轻声吩咐,“把掩膜版取出来,做一次检测。”
几名技术员按照操作规定小心取下掩膜版,放入专用防尘盒中,送至专用检测台进行检查。
在放大检测仪的光学投影下,掩膜版的表面被逐层扫描。很快,一处细微的划痕显现出来,旁边区域的透光率也出现了异常波动。
姜蕴宁戴着手套,指着检测屏幕上的标记点沉声道:“这里有划痕,透光也不均。良率下滑,很有可能就是它造成的。”
周围几人纷纷点头,神情凝重。
这时,操作工程师颜纯艺抱着一只防护盒走过来,低声汇报道:“姜工,新到了一批改良版掩膜版,要不要替换验证小批量试产?”
姜蕴宁略微思考了一下,点头示意。
颜纯艺和其他几位技术员小心翼翼地拆下旧掩膜版,更换上新的。
许念则在一旁调整光刻机的曝光参数,优化对焦和光强,确认后她说道:“参数正常,可以启动。”
接着,她按下启动按钮,机器重新运转起来。
十几分钟后,新晶圆被取出,送到显微镜下。
姜蕴宁俯身观察,图案清晰了许多,局部缺陷的数量明显降低。她抬头看向身边的许念等几人,轻声说道:“你们也来看一下,确认一下良率和图案情况。”
即便作为核心技术负责人,姜蕴宁仍然需要团队成员共同确认结果,以避免因为个人主观判断而产生偏差。
几轮测试后,良率逐步上升到74%,缺陷区域明显减少。
“看来这批材料更适配当前调试条件。”她轻轻吐了口气,但眼神仍旧凝重,“调试阶段良率波动正常,继续做小批量验证,送检确认稳定性。”
“明白。”
众人立刻分头行动,洁净室里再次响起有条不紊的运转声。
不久之后,“旭日2号”顺利完成改造与调试,正式宣告成功。
然而,这并不意味着华国半导体的困境从此解除。相反,新的瓶颈很快显露出来,而且比想象中更加尖锐:
核心材料依赖——高纯度光学晶体、掩膜版与光刻胶,以及若干特殊金属材料,其中不止一种仍受制于国际供应链。
工艺配套不足——设备能用,但若没有与之匹配的光刻胶与掩膜版工艺,良率和产能依旧无法保证。
外部环境制约——部分环节哪怕不是技术问题,也可能因为全球供应与政策因素被卡脖子。
而这些,都不是姜蕴宁能够靠“技术”,以一己之力去解决的。
她的专长在设备与系统集成上,却没法让光刻胶和光学晶体等关键材料凭空出现,也没法替代国际上垄断的材料产业。
而当初那些毅然从国外归来、投入建设的人,此时,优势就逐渐显现出来了。无论是材料研发、设备改良,还是工艺优化,他们带来的经验与资源都成了弥足珍贵的助力。
“旭日2号”完成最终测试的那天,实验室里难得响起一阵掌声。
掌声还未散去,大家便聚到会议室,而大屏幕上已经显示出新的议题——《“旭日3号”材料准备讨论》。
在国家级科研项目中,通常采取“一代在用、一代在试、一代在研”的滚动推进模式,以确保项目的研发不会出现断档。
陈柏然开口道:“‘旭日3号’方案送审成功,立项可以启动,但目前只是预研阶段,主要是材料和工艺验证。”
他朝姜蕴宁看了眼,姜蕴宁点头,走到会议桌前面补充道:“‘旭日3号’比‘旭日2号’的分辨率更高,对材料要求更严苛。现在我们要提前确认光学晶体、掩膜版和光刻胶等核心材料的可行性,并进行小规模工艺测试。等‘旭日2号’量产稳定之后,这些准备工作就能直接支撑‘旭日3号’的研发。”
虽然方案已立项,但材料和工艺验证的及时性,直接决定了“旭日3号”能否按计划高效落地。
姜蕴宁环顾四周,语气冷静:“‘旭日2号’的成功,证明我们走的路是对的。但这只是阶段性成果,目标远不止于此。‘旭日3号’的分辨率和产能要求都要再提升一个量级,对材料和工艺的依赖会更大。特别是光学晶体,这是‘旭日3号’绕不开的核心瓶颈,必须提前提出需求,才能保证后期研发不被拖延。”
姜蕴宁补充道:“‘旭日2号’用的晶体已经接近极限。‘旭日3号’至少需要更高纯度、更大尺寸,而且稳定性必须提升,否则所有设计都是空谈。”
会议结束之后,陈柏然带着姜蕴宁来到国家光电材料与光学技术研发中心。