四合院：我边做科研边吃瓜 第400节

　　要说高振东这个光刻机原始，那是真的原始，固定好硅片后，马娟开动开关，硅片开始旋转。

　　这是高振东的设计，一步到位，光刻胶的涂布，他直接上了旋涂法，前世我们最早的光刻机是用什么方法涂布他不知道，但他知道综合性能肯定是旋涂法最好。

　　旋涂法在单晶硅片这种平坦的简单表面涂布，平坦化能力强，容易控制厚度，涂层密度大，厚度均匀，不是没有缺陷，但是可以接受和处理。

　　旋转很快达到了缺省的转速，在涂料确定的情况下，涂层厚度这些涂布结果参数与转速高度相关，旋转的同时，工件台也在对硅片进行加热，这是为了进一步去除表面重新附著的水汽。

　　这些小细节，都是高振东从前世带过来的，不起眼，但是很重要。

　　加热时间满足缺省要求之后，旋转也早已稳定，马娟拿起了滴管。

　　没错，就是化学试验用的那种滴管，一点儿都不高大上，但是对于高振东这个光刻机来说够用了。

　　滴管天生就有不太精确的计量功能，例如一毫升水大概是15滴，总之就是当液体的粘稠度确定的话，那从滴管滴出来的每滴液体的体积基本上是一致的，换支滴管也是一样，只要是正常的滴管都一样。

　　多余的光刻胶会被旋转的硅片给甩出去的，这也是旋涂的优点。

　　马娟往旋转的硅片中心滴了一些光刻胶，光刻胶很快随著旋转，沿著硅片表面匀开来，非常均匀，仿佛不存在一样。

　　这也是托光刻胶和硅片的粘附性很好的福，否则在上光刻胶之前，还得上一遍衬底，以加强光刻胶的附著。

　　硅片缓缓停止旋转，此时，工件台再次开始对硅片进行加热，这是在固化光刻胶。

　　固化完成后，马娟开始按动电钮，调整工件台，将硅片置于光学系统下的合适位置。

　　虽然高振东要求东北光学所的同志搞的是160mm直径的投影范围，不过考虑到拉晶的成品率，以及光学系统的最大畸变出现在最边缘的原因，现在还是将硅片的规格定在了130mm，也就是大概5英寸的样子，不过这是我们的原生工艺，自然就不会用英寸作为硅晶圆的计量单位。

　　作为最早最原始的光刻机，高振东使用的却并不是最原始的接触式光刻，这种方式硅片和掩模直接接触，分辨率比接近式要高。

　　但接触式光刻，硅片上的光刻胶或者个别灰尘，会污染和损坏掩模，用来搞研究可以，搞批产不太好。

　　他跨过接触式光刻，使用了接近式光刻，实际光刻的时候硅片和掩模之间有一个极小的距离，在10μm这个数量级，这样就可以避免掩模的损坏了。

　　坏处嘛，接近式光刻的分辨率比接触式的要差，最好的情况，大概在2μm的样子，这对于高振东现在来说是够用的。

　　使用接近式光刻，掩模和工件是分开的，这对于搞自动化光刻是有利的，这就是高振东将掩模放进光学系统的原因，掩模在光学系统里基本不动，运动的是工件台。

　　找平之后，工件台控制硅片向掩模接近，最终达到设计中所设定的距离——20μm。

　　这一次不用太过仔细的对齐，因为是第一次刻，严格对齐是套刻的事情，如果是套刻，还需要对齐套刻标记。

　　接下来就是曝光、显影，听起来和胶片机摄影差不多，实际上原理也基本上一致。

　　显影完毕，马娟开始用显微镜检查成像质量，耗时很长，估计她的眼睛都花了，最终她抬起头，面带喜色的向高振东点了点头。

　　这次的掩模，是工艺测试用标准掩模，看她这个样子，至少分辨率10μm是没问题了。

　　“高师兄，和我们以前测试的一样，线宽10μm没有问题，很稳定。”

　　如果成像质量有问题，那就得将硅片取出来，洗去光刻胶，准备从头再来。

　　这年头，硅片很贵的，不能浪费，哪怕是到了几十年后，硅片没那么贵了，但还得洗，如果问题出在工艺的中后期的光刻道次上，前面的工艺也贵啊！

　　高振东心中激动，向她点点头，示意继续。

　　接下来按照正常的集成电路工艺，应该是送到其他工序去，根据光刻目的的不同，进行诸如蚀刻、掺杂、离子注入、金属去除等，但是这是测试光刻机的分辨率和套刻精度，这工序就不用做了，而且也没法做，这儿没那些东西。

　　比如蚀刻，看起来简单，腐蚀就行，但实际上背后靠著一整条比较特殊的安全管理线，这边也创建一条那玩意，就搞麻烦了，又不是经常要用到。

　　就更别提掺杂这些需要设备的工序了，更是没法做。

　　考虑到显影之后，光刻胶就只剩下了需要的那一部分，试验人员的想法，是再上一次光刻胶，看看两次光刻显影结果的重迭程度。

　　这也算是个笨办法，如果这种情况下，旧光刻工艺的残余物影响到新一次的光刻胶附著，导致试验效果不好的话，再考虑光刻——送1274蚀刻——光刻这个试验流程。

　　光是线宽10μm，其实光刻机的制程是到不了10μm的，因为决定光刻机制程的，还有其他参数，其中很重要的一个就是套刻精度，也正是今天高振东最终要测试的东西。

　　凡是做集成电路，哪怕工艺简单如PMOS，都是需要套刻的，因为一次光刻连电晶体都做不出来，更别说形成完整电路了。

第526章 咱们工人有力量

　　工件台又一次加热硅片，给工件做了一次坚膜，加固已经保留的光刻胶，进一步清除不需要的那部分胶以及其他成分的残留物。

　　坚膜完成之后，硅片被再次从头开始，开始了第二次的光刻流程，用的还是那块标准掩模。

　　显影完成后，二次光刻的光刻胶被固化，多余部分被清除，硅片被送到了显微镜下。

　　刚刚把硅片表面的清晰显微图像跳出来，马娟就语带欣喜的啊了一声。

　　“师兄，有了有了，能看出来，精度好高啊！”

　　马娟一边瞄著显微镜，一边嘴里喊著。

　　对于套刻精度高这一点，高振东是有所预计的，决定套刻精度的主要就是工件台，而三轧厂的一帮老师傅大发神威，将工件台的定位精度搞到了1.5μm。

　　而东北光学所的光学系统图形畸变只有1个μm不到，这两者结合起来，套刻精度绝对差不了。

　　不过估计归估计，在没看到真正结果那一天，谁都不敢彻底把心放下来。

　　听见马娟的话，高振东哈哈大笑：“来来来，我看看。”

　　马娟从显微镜下让开，高振东把眼睛凑到显微镜的目镜外，显微镜里甚至能看到他自己的眼睫毛，但他现在明显没有闲心观察自己的睫毛是否好看，急著往视场里看去。

　　显微镜里，两次光刻的痕迹非常明显，一条迭在另一条上面，重合度非常高。

　　两次光刻的痕迹，两边各露出来一小部分，这部分的单边宽度，基本上就是套刻误差了，粗粗看去，目测连整个线宽的一小半都不到。

　　“好！太好了！马娟，你们选取一些典型点位，要覆盖到整个硅片，马上做个比较全面的测量比较。”

　　另外一个试验人员走了上来，和马娟一起，一边找点，一边测量，一边记录。

　　时间的相对论在这里体现得淋漓尽致，马娟她们觉得时间过得很快，而等结果的高振东等人觉得时间过得太慢了。

　　又快又慢的一段时间过去后，试验人员在计算机面前坐下来，开始将数据输入计算机，这种简单统计分析，他们都是直接在源代码里敲数据。

　　处理算法的C代码早就写好了，现在他们就是在往一个数组里填数据而已。

　　这种办法，好就好在处理算法可以随时根据需要修改。

　　键盘声啪啪作响，现场人员的心情反而安定下来，从刚才他们测量中报的数来看，这个结果差不了。

　　随著最后一个数据输入完毕，马娟启动了编译-运行指令。

　　算法过于简单，没有带来任何调试上的麻烦，很快，屏幕上就跳出了一个数字。

　　编过临时程序的人都懂，怎么简单怎么来，这个数字甚至不带任何单位。

　　“1.97”。

　　其实小数点后一位就够了，那个没有写出来的单位，是μm。

　　2μm！

　　虽然早有所料，但是当这个数字跳出来的时候，高振东还是哈哈大笑了起来。

　　“哈哈哈……好！太好了！”

　　这个套刻精度，已经超出了当前所需，PMOS套刻次数少，其实不严格的说，10μm的分辨率下，5μm的套刻精度都是够用的。

　　现在，高振东可以直接宣布，我们的第一代PMOS工艺集成电路，线宽是10μm。

　　这个线宽听起来不咋样，但是举个例子就知道它的用处了，DJS-59的原型，那片金色的C8008，它的工艺就是10μm-PMOS！那一小片芯片上，电晶体数量是6000+。

　　而首个4Kbit（512Byte）的DRAM，工艺是8μm-NMOS，虽然是NMOS，但是并不意味著只有NMOS才能用于DRAM。PMOS和NMOS的最大区别是开关方向相反，而且NMOS开关速度比PMOS要快2.5倍左右。

　　但是这是61年，PMOS慢点又不是不能用。

　　可惜那两片芯片出现的时候，高振东还没法锁定兑换的能力，但是这没有关系，还是那句话，行业初期，主打一个简单凑合能用就行，设计的核心难度不大。

　　DJS-59的电晶体的电路，其实基本上和C8008内是一模一样的，现在高振东要做的，就是把这个结构还原到光刻掩模上去。

　　不过这是个力气活儿，高振东一个人是搞不成的，太浪费时间了，这个事情，可就落在京城工大这一届的部分大四学生头上了。

　　原本高振东的考虑是光刻机不敢太乐观，初期预计是50μm左右，后来看到三轧厂的老师傅和东北光学所如此给力，才把SZ61XXX系列芯片头三片改为了20μm。

　　现在扎扎实实的10μm有望，那不得乐死，就算得先教半年学生，再画上个一年两年的图，那也是一个字儿——值！

　　而且有了这些基础，能搞的事情，可就多了，比如自动化人的最爱——单片机。

　　不过不论是CPU化的DJS-59也好，还是单片机也好，都还需要时间，至少得等两样东西。

　　——集成电路工艺的真正成熟、芯片的完整设计。

　　尤其是单片机，这东西看起来和通用CPU差不多，但是在当前的运算速度之下，最好使用另外一个结构——哈佛结构。

　　相对冯.诺依曼结构来说，这个结构的效率更高一些。

　　这些都是后话，现在的当务之急，是把光刻机投入到集成电路工艺中去，尽快让整条集成电路的工艺成熟，至少先生产出一定数量的基础数字逻辑芯片，让大家用起来。

　　别看这东西基本全手工，但是产量在这个年代来说并不低了，当然，和后世全自动光刻生产线没得比。

　　按照一片逻辑电路芯片使用5mm*5mm硅片面积来粗略计算的话，一片130mm晶圆能生产出500枚芯片来。

　　别看5*5这个面积很小，实际上在10μm工艺下，它几乎能生产类似74全系列的数字逻辑芯片了，大部分数字逻辑芯片最耗费硅片面积的部分，其实是它的线路引出的压接点。

　　如果说CPU、单片机都还有那么一点遥远的话，那对于大部分常用数字逻辑电路来说，到了这个阶段，制约它的就主要是芯片的设计速度有多快了，毕竟数字逻辑电路这个家族实在是有些庞大。

　　对于这个事情，高振东倒是早有安排。

　　穿著防护服，又在超净室内，这让高振东不太方便宣布样机已经成功。

　　看著玻璃窗外焦急的全体光刻机课题组同志，不忍他们久等的高振东灵机一动，拿起纸笔，写下了三个大字。

　　“成功了！”

　　高振东拿起这张纸，对著超净室内和外面的所有同志打著转展示了一圈。