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嫌龅搅苏习颐欠⑾忠虢饩稣飧鑫侍夥堑没ㄉ�10年时间以上。”
凌世哲明白了,徐宏博所说的电感耦合等离子体刻蚀机,简称icp,是芯片光刻工艺中必不可少的一个关键设备。
这种设备在历史上诞生在90年代初期,icp诞生后就迅速得到普及,在半导体芯片工艺生产中一直都在使用,知道他穿越前一直都还在用。
它是一种高密度的等离子体刻蚀设备,特点是具有低压,简单的气体混合;改进的可重复性,最关键是它对集成电路的刻蚀中对集成电路的集成度得提高上没有任何上限,不管你的集成电路是微米级,还是纳米级,哪怕就是到了埃米级他都一样能够胜任。而其他的刻蚀机就不同了,他对集成度都有上限要求,集成度达到了上限就必须更换,可以说icp刻蚀机未来的发展方向。
正式因为它的这些优点,凌世哲当初交给王海华的资料中才会带有icp刻蚀机的资料,虽然在资料中他点出了理论方向和关键技术要点,但icp刻蚀机技术太过复杂,凭着目前的条件还不能把它给生产出来,这已经超出了目前的技术能力范围。
历史上要到91年才生产出世界第一台icp,又经过了近10年时间才发展成熟。
现在才71年,显然还达不到制备的条件。
凌世哲闭着眼睛想了想,问道:“除了icp刻蚀机以外,还有其他障碍没有?”
“现在问题就卡在这个刻蚀机上,只要刻蚀机的问题解决,那么整个工艺就算大功告成。”王海华说道。
“不错嘛,进度很快嘛,就连分布式投影光刻机的技术问题你们也解决了?”凌世哲说的分布式投影光刻机是光刻机的一种,它不是用来对硅晶圆进行刻蚀的,而是用来曝光的。在芯片个生产过程中,硅晶圆表面要涂抹上一层抗蚀剂,那是一种带有芳香味的具有一点黏度及颜色的液体,光照后能改变抗蚀能力的高分子化合物,也就是俗称的光刻胶。
光刻胶里面含有感光剂,把它涂抹在晶圆片上烘干后,在交给光刻机进行投影曝光,就跟摄影照相一样。
光刻机在最早使用的是接触式光刻机,后来又发展出接近式光刻机,它是由接触式光刻机的改进而来的。
凌世哲的加拿大工厂所使用的光刻机就属于接触式光刻机,它是由日本尼康公司生产的,尼康也是世界上第一个发明光刻机的公司。凌世哲搞的光刻机是后来才出现的,他跳过了接触式、接近式光刻机的范畴,直接进步到分布式光刻机。
它属于投影式曝光技术范畴,每一步只投影一个曝光场,曝光完成后步进到另一个位置进行曝光,依次完成整个晶圆片的曝光。这种光刻机比上面两种光刻机要先进的多,使用分布式光刻机,生产芯片的集成度也要比前两种光刻机高上很多。
“小凌,那个分布式光刻机,我们已经完成了百分之六十的设计,要全部完成设计还要等一段时间,这个机器虽然也是相当的复杂,但我们有信心能够在今年年底以前完成全部的设计,明年二三月份就会制造出第一台样机出来。现在关键的是我们被卡在了icp刻蚀机的技术上,我们这次来就是看小凌你有没有什么解决的办法。”王海华不好意思的说道,本来工艺设计委托给了他们去,技术要点都点出来,只需要按部就班就可以,但是现在两个学校召集了全部的精干力量都完不成,只好来找凌世哲要解决办法,他们三人都感到非常的脸红。
凌世哲却没有怪他们的意思,icp刻蚀机又被称为高能等离子刻蚀机,技术上极端的复杂,而且又多变量,现在不要说在香港,哪怕就是拿到美国,凭着目前的技术条件也搞不出来,哪怕就是10年以后搞出来,都比历史上整整提前了10年,他们能够做到这一步都已经很不容易了。
现在cmos工艺设计已经进行得差不多要完成了,现在卡在刻蚀机上面,迟迟都不能够完成,难道要真的等10年?凌世哲否定了等10年的想法,可是不等又有什么办法来迅速的攻克它呢?徐宏博已经说的很清楚了,现在不是技术上我们不能够解决,而是现在的科学技术条件还达不到它的要求,只能够等到技术条件达到了要求才能完成,这是急也急不来的。现在可不是后世,科技发展达到了极高的程度,现在这个时代的科技比起后世来说,太落后了。
如果不想等待,那就只有一个办法,重新找一个不那么复杂的刻蚀机来暂时的替代它,等到icp刻蚀机完成以后,在把它换回来。可一时之间凌世哲又去那里找可以替换的刻蚀机呢?
想了半天凌世哲也没想出办法来,抬头看到三位老教授一直在看着他,一时之间有点不好意思,说道:“不好意思三位教授,我走神了,我一直在想那种刻蚀机不那么复杂,能够先暂时得用着来,等到icp技术成熟以后,在使用它。”
“那里,那里,我们没有完成凌少设计任务,还要来打扰凌少,是我们不好意思才对。”三位老先生急忙说道,徐宏博客套了两句后,不确定的问道:“刚才听凌少的意思,难道你还有好几套其他的光刻机的技术解决方案吗?”
凌世哲下意识的点了点头,根本没有认识到这样有多么的不妥。
王海华和dr。全呆了,好几套光刻机的技术方案,这小子是个**吗?光是你那个电耦合等离子体光刻机就已经让我们伤透了脑筋,现在你小子还有好几套其他光刻机技术解决方案,你还要不要人活了!三人感觉自己的几十年都活得狗身上了,看看人家,这人比人得死,货比货得扔。
凌世哲看到三人望着他,眼里充满幽怨眼神,反应过来,刚才自己表现打击了他们,事已至此他也不好说什么,想了想,说道:“这样吧三位教授,我一时想不出什么办法,给我几天时间好好想想好吗?”
三人互相看了看,点了点头,dr。说道:“好得凌少,今天我们来这的目的已经说完了,我们也改告辞了,再见。”
三人站了起来,凌世哲下楼把他们送到了公司门口,等三人上车离去后,凌世哲才转身。
。。。
第五十章 离子注入机()
“世哲!”凌世哲听到有人喊他,会头一看是李莉,她正站在停在公路边的一辆汽车旁。
看到李莉他突然不知道该怎么面对他,自从元旦那天夜里跟她吵了一番后,就一直都没有回去,一直住在他新收的二房家里。现在原配找上门来,他感到一阵心虚。
他自认自己不是一个**之徒,甚至还看不起那些到处包**的有钱人,但现在他跟那些有钱就变坏的男人有什么不同,他还有什么资格来鄙夷他们?看见李莉站在不远处的车旁静静的望着他,凌世哲羞愧的地下了头。
李莉慢慢的走到他跟前,说道:“世哲,你什么时候回家,阿姨在家里给你做了你最爱吃的菜,等你回家吃饭呢。”
听到李莉的话,凌世哲更是羞愧的无地自容,看着她的眼睛,说道:“李莉,对不起。”
李莉眼泪瞬间彪了出来,哭了好一会,把眼泪收了,说道:“世哲,记得晚上回家吃饭。”
说完,李莉转身走了,上车前,她又转个身来说道:“世哲,不要把她带回家里来好吗?”
显然她已经知道了赵晓芸的事情,这几天凌世哲都没有回家,天天往邵氏影城旁边的别墅跑,他对自己的行为又没有做任何掩饰,李莉自然很快得就知道了。但是她没有闹,只是哭了一会就接受了这一切,说白了,这个世界始终是男人的世界,香港更是如此,哪怕就是有了婚姻法也是如此,她只能默默的接受。
凌世哲叹了口气,也没有心情回公司了,找了间上档次的茶餐厅坐了一个多小时,看时间差不多了就回了浅水湾的别墅。
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“凌少,请看,这一台就是重新设计的离子注入机的样机,目前表现还不错,它现在还在测试当中,在隔一段时间没什么问题,就可以定型生产了,凌少你在加拿大的工厂很快就会用上了。”
凌世哲自那天回过浅水湾的别墅后,家人之间的矛盾已揭开,一家人重新回到了正常生活,现在的他有了两个女人,他每隔几天都要去新别墅住两日。
今天,他来到离香港大学不远的安布雷拉工艺实验室考察离子注入设备的,前几天就接到克里斯托弗的报告,离子注入设备已经研发成功。负责解说的是理工大学的邱明教授,他是国际离子学的权威,这台高能离子注入机就是在他和克里斯托弗一起搞出的。
离子注入机是晶元加工掺杂中要用到的设备。
掺杂是降可控数量的所需杂质掺入晶元中的特定区域内,从而改变半导体的电学性能。简单来说,就是在晶元中被刻蚀机刻出的还没有成行的晶体管半成品中,掺入一定的杂质,使那些还没有成行的晶体管生成合格的晶体管。
在芯片制程工艺中,芯片原料晶元上面是没有晶体管的,它是经过投影光刻、刻蚀、掺杂后才形成的。
具体来说,就是芯片工厂先把芯片设计师设计的芯片图首先制程芯片电路光刻板,然后在交给光刻机在晶元片上进行投影曝光,晶圆片上涂抹的光刻胶里面含有感光剂,经过显影工序后,晶圆片上就显现出了芯片的电路图;然后在交给刻蚀机把电路图给刻蚀出来。
经过这几道复杂的工序后,晶圆片在高倍显微镜下面就会看到的一个个小小的凸起,这就是晶体管的雏形,但这还不行,这些晶体管还只是一个个形状,还不具备晶体管的任何功能,还要进行掺杂才会变成真正的晶体管。
在晶元中掺入磷或其他五价元素就会形成n型半导体;掺入硼或其他三价元素就会形成p型半导体。
一句话,就是通过掺入不同杂质在晶圆片上形成一个个晶体管。
我们在半导体芯片上那些肉眼看不见,只有在高倍显微镜下才能看到的晶体管就是这么制造出来的。
人们有时候会问,在一个小小的芯片上是怎么做到几万甚至几亿个晶体管得?你们是怎么把晶体管做得那么小的,甚至达到了纳米级,你们又是怎么把那么小的晶体管按上去的?实际上晶体管不是按上去的,都是通过光刻工艺刻蚀并掺杂后形成的。而微米级、纳米级芯片,是指芯片中晶体管之间的间距,不是指晶体管的大小,晶体管之间的间距越小,相同面积的芯片上晶体管的数量就越多。晶体管之间布满了中间线,把各个晶体管给连接起来。
凌世哲接过邱明递过来的数据记录资料,翻开,上面全是离子注入机的各种运行记录,加工产品的品质记录等等,然后又在显微镜下看了下加工的样品,最后又看了看产品的各种检测报告,感到非常的满意,问道:“应该到达商业应用了吧?”
邱明回答道:“如果这台样机在运行上没有问题,结构上在优化一下,就可以进行商业化生产,凌少,以前对半导体的掺杂都是用的扩散法掺杂工艺,而利用离子注入机进行掺杂是60年代才开始的,但技术一直不成熟。我们的这台离子注入机在技术上完全的成熟,机构简单、体积小,保养、维护、维修上简单方便,掺杂品质好,标靶精度高,跟以前的掺杂方式比起来,有太多的优势了。”
“掺杂后的退火你们采用的是什么退火工艺?”
离子注入掺杂技术有个缺点,会对晶格造成损伤,因此在离子注入后需要进行退火处理来消除这些缺陷。
“我们采用的是电子束退火工艺,我们同时也试验过激光退火工艺,但与激光退火相比,电子束退火束班均匀性较好,能量转换效率可达到50%,而激光退火只有1%,比它高多了。”
电子束退火是利用电子束照射半导体表面,使其中的离子注入层在极短的时间内达到很高的温度,从而实现消除损伤的目的。它的加热过程进行得非常快速,加热仅仅限于表面层,因而能减少某些副作用。
“这种技术成熟了吗?”
“成熟,完全的成熟。”邱明回答道,脸上充满了自豪的表情,又继续说道:“凌少,离子注入和电子束退火整套工艺,全部采用自动化处理,能够大大的减轻工人的劳动强度,整套设备只需2个人就可以轻松的完成,设备相当可靠。”
“好,太好了,有了这套设备,我们的芯片生产成本将会大幅降低,成品率也会大幅提高,生产效率也会成倍增加。什么时候可以完成定型生产?”经过这么长时间,投入了这么多的资金,终于看到些成果,凌世哲开始迫不及待的想要马上把这些设备投入使用。
邱明没有回答他的问题,而是在站在一旁一副欲言又止的样子,凌世哲很快注意到他的表情,问道:“怎么了,邱教授?”
见他问道,邱明不能不回答,说道:“凌少,我认为,现在还不忙把这套设备投入生产使用,到时可以在加拿大的芯片工厂安装一台进行实验性生产看看实际使用效果如何,如果有不合适的地方我们可以在修改完善,凌少你不是要在今年年底的时候,会再次的把芯片工厂升级到8微米制程工艺吗?现在离年底还有整整一年的时间,有了这一年的时间来检验这套设备完全够了,到时候我们利用工厂升级的时候在把他安装完成不是更好?“
凌世哲想了想说道:“我同意你的建议,行,就等一年再上。不过邱教授,根据摩尔定律,半导体技术是要等到18个月集成电路才会增加一倍,虽然我公司已经早早的开始了8微米甚至7微米工艺的研究,但年底就开始升级~~~~我估计他们还拿出来。”
“不,凌少我们可以这么做,建立一个小型的工艺实验性工厂,专门从事8微米制程工艺的研究,等技术成熟后,就把8微米这套工艺安装在一个芯片工厂中,等8微米工艺在工厂中运行没有任何问题,我们在把所有的工厂的生产线升级到8微米制程工艺,同时小型实验性工厂开始进行7微米以下工艺研发,凌少你看怎么样?”
凌世哲仔细想了想,发现按照这个办法来,很适合半导体发展的规律,打个比方来说,工艺实验室研究出8微米制程技术后,拿到实验性工厂开始生产,8微米芯片就可以小批量的上市销售,由于产量小,还是刚刚出来的,可以试试市场的反应,价格上可以卖到最高,先期就可以收回部分研发投入。
当实验室工厂没什么问题后,又转入一座标准型的工厂进行生产,这个时候市场上8微米的供货量加大,价格上在适当的下调部分,这个时候人们完全已经接受了8微米芯片。到时候所有的工厂都加入到8微米芯片的生产,大规模铺货。
如果人们不接受,到时候也可以根据市场的需求对芯片进行改进,这样一来不会产生新诞生的芯片不符合市场造成大规模的滞销,从而造成大规模的亏本,就算出现滞销也是极小规模的,因为还没进入标准工厂,还在试验工厂的时候就已经反映出新芯片到底符不符合市场的需求,符合就大规模生产,不符合可以随时叫停,并对将芯片进行改进,反正是试验工厂嘛,这点小损失还是能够承受得了的,再说了,我们还可以把这些芯片进行便宜处理嘛,这样一来就不会造成什么亏损了。
想通了这里面的关节,凌世哲当且同意了邱明的提议。
参观完了离子注入设备后,凌世哲又参观了其他试验项目,特别是分布式光刻机和电耦合高能等离子体刻蚀机,在刻蚀机研究室里面看到了王海华和克里斯托弗。
整个房间里面到处都是电缆和各种大大小小的机器设备,王海华和克里斯托弗站在一推仪器中间,周围十来个大学生和几个安布雷拉公司的工程师,还有一些工人在进进出出。
他们两人没有发现凌世哲的过来,两人的注意力全都放在面前的仪器上面,克里斯托弗手里拿着一张工艺图,看了又看,然后又对着仪器看了一遍,说道:“王,不行,还是不行,不是我们思路有问题,我们的方向是对的,设计上也没有问题,而是我们现在的硬件环境还达不到要求,我们唯一的办法只有等到硬件达到了要求,这个机器才能达到公司使用的标准。”
王海华知道克里斯托弗说得是对了,但他有点不甘心的说道:“我想试试有没有别的思路的可能。”
“不,王,这个是最正确的思路,别的都不行,有各种各样的问题,而且你看,boss上面提到的技术要点,已经找到了解决的办法,我们已经做了无数遍试验,都证明其正确性,只是因为现在的科技水平还太低,我们还达不到要求罢了,只要我们一直沿着这条路走下去,总有一天我们会成功的,不要试图去找别的路的,这条就是最好的路。”克里斯托弗指了指手上的资料说道。
这时旁边一名工程师转身看到凌世哲喊道:“boss。”
克里斯托弗和王海转身看到他,凌世哲笑着对他们二人说道:“我这里有一份暂时的替代方案,你们看看。”
接过助手递过来的公文包,凌世哲从里面拿出一个厚厚的资料袋,交给二人。
王海文接过资料袋并没有打开,而是对着凌世哲说道:“凌少,这里不是说话的地方,走,我们到办公室去说。
看了看这里进进出出的人,的确不是说话的地方,凌世哲点点头。
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