秦雪的化学实验室,是整个红花瓣研发大楼里最神秘,也是味道最复杂的地方。
这里二十四小时都响着通风橱的轰鸣声。
秦雪,这位华清化学系的才女,正带领着她的团队,向“造芯”路上第一座技术高峰发起冲锋——光刻胶的本地化。
光刻胶,被誉为半导体工业的“血液”。
没有它,再先进的光刻机,也就是一堆昂贵的废铁。
付成从苏联笔记和索尼资料里,已经推导出了0.8微米工艺所需的正性光刻胶的核心配方。
主要成分包括:一种酚醛树脂作为成膜剂,一种叫做DNQ的感光剂,以及相应的溶剂。
理论上,只要把这几样东西,按照正确的比例混合在一起,就能得到他们梦寐以求的光刻胶。
“成功了!”
这天下午,实验室里爆发出了一阵欢呼。
秦雪举着一个棕色的小玻璃瓶,瓶子里装着淡黄色的粘稠液体。
经过上百次的配比试验,她们终于合成出了在粘度、固含量等物理参数上,与资料完全一致的液体。
“太棒了!秦师姐威武!”
“我们终于有自己的光刻胶了!”
团队成员们激动地相互拥抱。
消息很快传遍了整个公司。
任飞、钱立人教授、林为民教授……所有人都涌进了化学实验室。
“快!拿去给张伟他们试试!”任飞激动地说道。
张伟早就在隔壁的超净间里等得望眼欲穿了。
他小心翼翼地接过那个棕色的小瓶子,像是捧着一个刚出生的婴儿。
超净间里,那台从东德淘来的二手光刻机,经过张伟和林为民教授团队几个月的拆解、重装、调试,已经可以勉强运转。
一片从沪市运来的6英寸试验硅片,被送上了涂胶机。
黄色的光刻胶,被均匀地甩在晶圆表面。
烘烤,对准,曝光,显影……
所有人都屏住呼吸,在显微镜前,等待着最终的结果。
显微镜下,一个个微小的电路图形,确确实实地出现在了硅片上。
“成了!真的成了!”张伟尖叫起来,声音都变了调。
然而,付成却在第一时间赶到,他和钱立人教授一起,挤到了显微镜前。
付成的脸色,在看到图形的瞬间,就沉了下来。
“把图形放大到最大倍率。”他冷静地说道。
当技术员将显微镜调到极限时,所有人的笑容都僵在了脸上。
原本应该清晰锐利的线条边缘,布满了毛刺和断点。
许多本该连在一起的线路,中间出现了微小的缺口。
更糟糕的是,这种缺陷,是随机分布的。
同一片晶圆上,有的地方图形还算完整,有的地方则完全不能看。
“这……这是怎么回事?”秦雪的脸色瞬间变得苍白。
钱立人教授扶了扶眼镜,表情凝重:“是良率问题。而且,是非常严重的良率问题。按照这个图形质量,做出来的芯片,十万个里面,也未必能有一个是好的。”
“不可能!”秦雪无法接受这个结果,“我们的配方,每一个步骤都是严格按照付成的资料来的,怎么会这样?”
付成沉默了片刻,他指着显微镜下的一个断点,问道:“秦雪,我们用的酚醛树脂,提纯度是多少?”
秦雪回答:“是国产的酚醛树脂,纯度99.5%。”
“感光剂DNQ呢?”
“是我们自己合成的,经过了三次重结晶提纯,用现有的设备检测,纯度应该在99%以上。”
“溶剂呢?”
“也是国产的色谱纯级别。”
付成摇了摇头。
“问题,就出在这里。”
他的声音不大,但每一个字都像锤子一样,敲在秦雪的心上。
“对于日常生活来说,99.5%的纯度已经非常高了。但是对于微电子工业,对于光刻胶来说,这还远远不够。”
“那0.5%的杂质,可能包含了上百种不同的金属离子、有机物小分子。它们在曝光和显影过程中,会随机地干扰化学反应,造成我们看到的这些缺陷。”
“索尼能做到0.8微米,他们用的原材料,纯度至少是五个九,也就是99.999%以上。有些关键原料,甚至要达到六个九、七个九!”
五个九!
这个数字,让在场所有人都倒吸了一口凉气。
以他们现有的国产原料和提纯设备,别说五个九,能稳定做到三个九(99.9%)都已经是极限了。
“那怎么办?我们去进口高纯度的原料?”秦雪急切地问道。
任飞苦涩地摇了摇头:“梁文斌把路都堵死了。国外那些大化工企业,比如东丽、JSR,他们的产品,根本不会卖给我们这种名不见经传的小公司。”
秦雪看着自己团队辛苦了几个月的成果,变成了一堆无法使用的废品,眼圈一下子就红了。
她是个好强的女孩,从上学开始,就没遇到过解决不了的难题。
但这一次,她感到了前所未有的无力。
“是我的错……”她声音哽咽,“是我太想当然了……”
“不,不是你的错。”付成拍了拍她的肩膀,“你已经做到了你能做到的最好。这是我们整个体系的短板,不是你一个人的问题。”
他转过身,对任飞说道:“任大哥,我们不能再依赖别人了。”
“既然买不到高纯度的原材料,那我们就自己提纯!”
“既然没有检测设备,那我们就自己造!”
“我需要建立一个我们自己的材料分析和检测实验室!”
任飞看着付成,眼神复杂:“建立实验室,需要钱,更需要人。特别是能玩转那些精密分析仪器的人,那都是国宝级的专家,我们去哪里请?”
付成沉默了。
是啊,人去哪里找?
就在这时,一直没怎么说话的钱立人教授,突然开口了。
“也许……有一个人可以。”
“谁?”付成和任飞同时问道。
“沈永华。”钱立人教授缓缓吐出一个名字,“我在中科院微电子所的老同事。国内搞材料分析的,如果他说自己是第二,没人敢称第一。”
“不过……”钱教授顿了顿,“他脾气很怪,而且三年前就已经退休了。我也不知道,他愿不愿意出山,来我们这个小庙。”
付成的眼睛,瞬间亮了起来。
他知道,不管有多难,他都必须去试一试。