江州,江鋼老廠區,墨子實驗室。
死寂。
比之前的失敗更令人絕望的死寂。
實驗室中央,那台價值昂貴的日立掃描電子顯微鏡螢幕上,顯示著冰冷的“ServiceLocked”(服務鎖定)。這是廠商通過遠端韌體升級,強製鎖死了裝置的核心功能。
旁邊的KLA暗場缺陷檢測儀,同樣處於癱瘓狀態。
趙博士手裏拿著一片剛剛顯影出來的晶圓,手在微微顫抖。
“林董,我們……我們現在是瞎子。”
“我們剛剛試製了第107號配方。理論上,這次我們用電解拋光的不鏽鋼桶解決了金屬離子汙染問題。但是……”
趙博士指著那片晶圓,聲音帶著哭腔:
“我們看不見上麵的圖形。”
“光刻膠的線寬隻有40納米。肉眼看不見,光學顯微鏡看不見。沒有SEM,我們根本不知道線條是直的還是彎的,不知道側壁有沒有坍塌,不知道溝槽裡有沒有殘留。”
“我們連是成是敗都不知道,怎麼優化?”
這就好比矇著眼睛雕刻大米,你甚至不知道自己刻的是字還是劃痕。
王海冰站在一旁,臉色鐵青:“我聯絡了國內的幾家檢測裝置廠,他們的精度隻能做到90納米,對於ArF浸沒式光刻膠的驗證,完全不夠用。”
檢測裝置的缺失,直接切斷了研發的反饋閉環。
林遠看著那台被鎖死的顯微鏡,目光幽深。
“物理的眼睛瞎了。”
“那我們就用……數學的眼睛。”
林遠沒有廢話,直接拿起了電話。
“汪韜,帶上你的人,還有盤古視覺大模型,馬上來江鋼。”
“另外,讓漢斯把他在德國的光學實驗室團隊也拉進視訊會議。”
一小時後,臨時作戰室。
林遠在白板上畫了一個鐳射照射晶圓的示意圖。
“我們沒有電子顯微鏡,沒法直接看到微觀結構。”
“但是,我們有鐳射。”
“當鐳射照射到晶圓表麵那些微小的電路結構時,會發生衍射和散射。”
“這些散射光,雖然看起來是一團亂麻,但它包含了表麵結構的所有資訊。”
林遠看向汪韜和漢斯。
“我要你們做一套光學散射測量係統。”
“硬體不需要複雜的透鏡。隻需要一個高精度的鐳射光源,和一個能捕捉散射光斑的CCD感測器。這個我們自己能搭出來。”
“軟體這纔是核心。”
“汪總,我要你用盤古模型,去解麥克斯韋方程組的逆問題。”
“即:根據接收到的散射光斑,反向推算出晶圓表麵的三維形貌。”
“這在數學上叫相位恢復。”
汪韜推了推眼鏡,眼中閃過一絲狂熱,但也有一絲猶豫。
“理論上可行。這叫計算成像。但是,計算量是天文數字。”
“要從一堆雜亂的光斑裡,猜出納米級的結構,每一次測量,都需要進行數億次的疊代運算。”
“按照現在的算力,檢測一片晶圓,可能需要一個月。”
“太慢了。”王海冰搖頭,“產線等不起。”
“那就用庫。”漢斯突然開口。
“我們可以預先建立一個龐大的散射特徵庫。”漢斯解釋道,“我們模擬出千萬種可能的光刻膠缺陷形態,如倒塌、橋接、駐波,然後計算出它們對應的散射光斑。”
“當實際測量時,我們不需要實時解方程。”
“我們隻需要把測到的光斑,去和資料庫裡的樣本進行指紋比對!”
“這就變成了AI影象識別問題。”
“這個我在行!”汪韜猛地一拍大腿,“用盤古做特徵匹配,毫秒級就能出結果!”
“但這需要海量的訓練資料。”
“資料我有。”林遠從公文包裡拿出一個硬碟,“這是我們之前在A**L做測試時,偷偷儲存下來的,幾百萬張缺陷掃描圖和對應的散射資料。”
“那是我們的種子。”
瘋狂的盲人摸象。
方案確定,立刻執行。
這是一套極其簡陋,卻又極其科幻的檢測係統。
沒有昂貴的鏡頭,沒有真空腔體。
隻有一個暗盒,一束鐳射和一個連線著青川智算中心的資料線。
“第108號樣品,上機。”
鐳射打在晶圓上,反射出一圈圈迷離的光暈。
資料瘋狂上傳。
青川,數千張GPU卡全速運轉,在浩瀚的資料庫中尋找匹配的指紋。
五分鐘後。
螢幕上,不再是模糊的照片,而是一個由計算機生成的3D模型。
模型清晰地顯示:光刻膠的線條邊緣,出現了鋸齒狀的“駐波效應”。
“看清了!”趙博士激動得跳了起來,“是駐波!是因為底部抗反射塗層的折射率沒調好!”
“調整BARC配方!折射率增加0.02!再試!”
雖然這套係統的精度約2納米不如SEM,速度也慢,但它讓墨子團隊,終於在黑暗中,看到了一絲微光。
閉環,重新接通了。
解決了看的問題,接下來是更難的造的問題。
江鋼集團,焦化廠,精製車間。
這裏是江鋼最臟、最臭的地方。黑色的煤焦油在巨大的管道中流淌,空氣中充滿了硫化氫和苯的味道。
誰能想到,納米級光刻膠的源頭,竟然是這一堆黑乎乎的粘稠液體。
林遠穿著厚重的防護服,站在一座高達60米的巨大精餾塔前。
孫大炮指著這座剛剛改造完成的巨塔,聲音在防毒麵具後顯得有些悶。
“主任,這是我們按您的要求,用316L電解拋光不鏽鋼重新焊的超級精餾塔。”
“塔高68米,內部填充了相當於200層樓高的規整填料。”
“我們的目標,是從煤焦油裡,提煉出純度達到99.9999%(6N)的間甲酚。”
間甲酚,是合成光刻膠樹脂的核心單體。
日本信越化學,就是靠著對這種單體提純技術的絕對壟斷,卡住了全世界的脖子。
“現在的純度是多少?”林遠問。
“99.9%(3N)。”孫大炮無奈地搖搖頭,“這已經是工業級的極限了。再往上提,每提高一個9,難度就是指數級上升。”
“主要雜質是什麼?”
“同分異構體,對甲酚。”
孫大炮解釋道:“間甲酚和對甲酚,沸點隻差0.3度!在普通的精餾塔裡,它們根本分不開,就像水和奶混在一起一樣。”
“日本人是用結晶法分離的,那是他們的核心機密,我們搞不到。”
0.3度的沸點差。
這就是橫亙在中國光刻膠產業麵前的,一道天塹。
“不能用結晶法,那就死磕共沸精餾。”
漢斯走了過來,手裏拿著一張複雜的化工流程圖。
“林,孫,德國人在二戰時期缺油,就是靠煤化工活下來的。我們有經驗。”
“0.3度分不開,那就加第三者。”
“我們往裏麵加一種特殊的夾帶劑。這種劑隻喜歡跟對甲酚結合,形成共沸物,把它的沸點拉低5度。”
“這樣,沸點差就擴大到了5度。精餾塔就能分開了。”
“什麼夾帶劑?”孫大炮問。
“這需要試。”漢斯聳聳肩,“可能是乙二醇,可能是尿素,也可能是某種複雜的有機胺。”
“我們用盤古來試。”林遠再次祭出了AI。
“汪總,把已知的2萬種化工溶劑的分子式輸入模型。模擬它們與甲酚的分子間作用力。”
“篩選出最可能的100種夾帶劑。”
“然後,孫總,你的任務就是燒。”
“在實驗室裡,用這100種劑,沒日沒夜地燒!直到試出來為止!”
這是一場暴力窮舉的化學實驗。
沒有捷徑,隻有試錯。
接下來的一個月,江鋼焦化廠的燈光,徹夜未熄。
爆炸、泄漏、中毒……
實驗並不順利。好幾次,因為反應釜壓力過大,差點把實驗室掀翻。
但沒人退縮。
孫大炮直接把鋪蓋卷搬到了車間門口。
“老子就不信了,鍊鋼能煉出花來,煉個油還能被尿憋死?”
第83次實驗。
失敗。純度99.95%。
第156次實驗。
失敗。純度99.99%。
第214次實驗。
時間已經到了最後期限。國內晶圓廠的顯影液庫存,隻剩下最後三天。
中芯國際的老總已經把電話打到了鄭宏圖書記那裏,請求國家出麵協調進口。
壓力,全部壓在了林遠身上。
這天淩晨。
漢斯突然衝進了林遠的辦公室,手裏舉著一個小小的玻璃瓶。
瓶子裏,是一種無色、透明、散發著淡淡杏仁味的液體。
“林!成功了!”
“我們用乙二胺 特製分子篩的組合,成功把沸點差拉大到了8度!”
“這是剛剛出來的色譜分析報告。”
林遠接過報告,目光直接落在了最後一行。
純度:99.%(6N)。
金屬離子:<5ppb。
“合格了!”
林遠的手,微微顫抖。
這瓶看似普通的液體,是中國半導體材料史上的一座豐碑。
它意味著,我們終於打破了日本對高純單體長達三十年的壟斷。
有了高純單體,“墨子材料”的配方終於發揮了威力。
再加上“計算成像”檢測係統的輔助,光刻膠的良率開始爬坡。
30%……60%……85%……
一週後。
第一批500公斤國產ArF浸沒式光刻膠,連同配套的顯影液,被緊急運往了中芯國際的生產線。
上機測試。
曝光,顯影,刻蝕。
當最終的良率報告出來時,中芯的總工沉默了。
良率:99.2%。
這不僅達到了日本貨的水平,甚至在某些關鍵層,如多晶矽柵的刻蝕選擇比上,超過了日本JSR的產品!
為什麼?
因為這是“定製化”的。
日本人的膠是通用的,而林遠的膠,是根據國內光刻機的特定光源引數,用AI進行過分子級適配的。
這就是全產業鏈閉環的威力。
江州。
林遠看著那一桶桶正在裝車的國產光刻膠,臉上並沒有太多喜色。
他知道,蕭若冰不會就這樣認輸。
材料戰,她輸了。
但她手裏還有最後一張,也是最噁心的一張牌專利。
“老闆,”顧盼走了過來,神色凝重。
“剛剛收到律師函。”
“信越化學和JSR,聯合在海牙國際法庭和美國ITC,對墨子材料和江南之芯提起了專利訴訟。”
“他們指控我們的光刻膠樹脂結構,侵犯了他們第JP-2015-XXXX號基礎專利。”
“那是保護基團的化學結構專利。”
“隻要我們用了這種化學鍵,就是侵權。”
“他們要求全球禁售,並賠償50億美金。”
林遠接過律師函,看了一眼那複雜的分子式結構圖。
“保護基團?”
林遠冷笑一聲。
“他們以為,化學結構隻有這一種寫法嗎?”
他看向旁邊的李振聲教授和漢斯。
“啟動分子異構計劃。”
“用我們的盤古大模型,去計算出一種,化學性質完全相同,但分子結構完全不同的全新保護基團!”
“我們要用AI,去繞開他們的專利牆。”
“不僅要繞開。”
林遠眼中閃過一絲狠厲。
“我們還要把這種新結構,申請成專利!”
“然後,反過來,去告他們術落後!”
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