☆333.第332章研發光刻機光頭
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第332章 研發光刻機光頭
第334章 研發光刻機光頭
光纖研究肯定不是很容易的，總工拉壞了幾十公斤玻璃，都讓劉光福加工成了裝飾品。
劉光福看見一時半刻的事，就帶著幾十塊基板先回去了，
順便到西單門口，把發光的光纖花束，標價十塊錢一束，開始售賣。
四九城還沒見過這麽絢麗的裝飾品，立刻被搶購一空。
劉光福把這些賣了五千塊錢，又叫沙市玻璃廠再趕制一批送來。
現在基板有了，劉光福來到位於滬市的中科院光學精密機械研究所。
劉光福提供給他們三臺最新型的四軸數控機床，並且承包科研經費，請該所為自己研究新一代的激光直刻機。
此外，還和沙市玻璃廠一起，共同研究光纖用激光發射元件，以實現光纖通訊。
有了能刻印掩膜的激光直刻機，就在此基礎上，研究刻印芯片的光刻機。
這兩種機器雖然不同，但顯然可以利用很大一部分相同部件，不用完全重新研發。
其實這些技術，只要擁有全產業鏈，加上精密機床，完全可以做到。
只是由於外國封鎖了精密機床，導致光學研究所的激光直刻機精度不足。
經過兩個月設計研究，一臺新的激光直刻機很快完工，經測試，精度達到了0.2微米，完全符合386基板的需求。
順便說一下，同樣是機床，光刻機天生就比其他數控機床精度高，這並不奇怪，因為哪怕最高檔的數控機床，在刀頭上也是金屬的，在高速切割時會有溫度變形，即便用的是硬度最高的金剛石鉆頭，也不可能不出現微米級別的誤差，這是刀頭性質決定的，怎麽補償也還是有。
而激光刀就不同了，在可以數控補償誤差的條件下，基本上可以等同於定位誤差。
至於光刻頭的鏡頭玻璃，劉光福已經去過四九城玻璃廠，讓他們開始研究，爭取做到純度最高。
劉光福拿著這玻璃，帶著光刻機的研究人員，去國內最好的海鷗相機廠。
雖無球差校正眼，但懷掃描透射心！
劉光福看到，鏡片制造的第一步是粗略地磨出鏡片的曲線。每個鏡頭毛坯都連接到一個柱塞上，該柱塞將其引導到一臺機器中。
在該機器中玻璃被研磨成適合鏡頭的正確曲線、
這一步，只是為了為鏡片創建正確的形狀，因此完成後它仍然顯得有些不透明。
然後，工人進行更精細的精密研磨步驟，使鏡片具有清晰、光滑的表面。
劉光福知道，外國工廠會在玻璃制造過程中使用三四百臺機器，以確保其曲線正確。
現在海鷗廠當然還沒那麽高的水平。
鏡片研磨後是拋光。將鏡片放入機器中，聚氨酯墊安裝在模具中，與鏡片的最終形狀或曲線相匹配。
它們使用特殊的拋光膏研磨鏡片，不到十分鐘，鏡片就研磨好了。
劉光福看了一遍過程，覺得對於相機鏡頭可能夠了，但不如自己了解的光刻機鏡頭過程更精細。
除了光源外，光刻機的物鏡也決定了光刻機能使用的波長，波長越小約精細，所謂幾納米制程，其實就是波長，也就是相鄰晶體管的距離。
相鄰晶體管距離越小，一塊芯片集成的晶體管就越多，速度也就越快。
但再小也不能小過波長。
所以到了2022年，決定芯片精度的，已經不是光刻機的定位能力了，而是光源的波長。
波長其實就與物鏡表面粗糙度有關，顯然表面粗糙度必須遠遠低於波長，才可能正確地將極紫外光正確投射。
2022年，物鏡的粗糙度達到20埃米，也就是0.02納米，達到了原子級別的平坦。
結果就是光源到了極限，畢竟極紫外光的波長是物理規律。
除非改變物理規律，否則再先進的技術也突破不了。
所以很多人對追趕ASML沒信心，其實大可不必，因為這門技術目前已經受限於波長無法突破了，以後還得看量子計算機。
超精密光學鏡頭，也是光刻機核心技術之一，為此，必須采用加工技術的基礎是計算機數控光學表面成形技術。
這項技術由幾個部分組成，一個是小磨頭拋光技術，是使用一個比工件口徑小得多的磨頭，對工件進行拋光。
這個小磨頭，通過控制磨頭在工件表面不同位置的駐留時間，以及磨頭與工件之間的壓強，來控制材料去除量。
當然在磨之前，肯定是對鏡頭進行了納米級別的數學建模分析，工作量和精細程度，想想都覺得嚇人，堪稱八級工手搓部件的升級版。
幸好這種技術只用在光刻機身上，否則這麽摳法，哪兒幹得過來。
這樣能夠實現數十納米級的加工精度。
還有更先進的技術，是應力盤拋光。
這個拋光盤，在計算機控制下可根據要加工的形狀實時變形，實現拋光盤與工件的完全貼合。
第三步是更加變態的磁流變拋光，它使用具有磁流變效應的特殊拋光液，作為拋光材料。
這種拋光液，含有無磁性的拋光粉和磁性的鐵粉，
在無磁場時表現為常規的液體狀態，
而在磁場作用下，鐵粉會定向排列，使拋光液表現出類固體性質。
磁流變拋光液，會被吸附在帶磁場的拋光輪上，形成一層柔性拋光模。
拋光膜隨拋光輪的轉動與工件接觸，對工件表面進行塑性剪切去除。拋光模的剛度和韌性等參數，可以通過磁場大小，進行實時精確調控，與工件表面始終緊密貼合，可將面型精度提高到納米級。
最後的技術是離子束拋光技術，可將鏡頭的精度提升到亞納米級。
它的原理，是在真空條件下，利用電場將氬氣等惰性氣體電離為離子。
離子轟擊工件表面，將表面原子去除。
這是一種原子量級的加工手段，可以達到原子級的精度和表面粗糙度，與工件之間沒有機械接觸，是目前最先進的光學元件加工技術。
這其實是一種科研手段了，都不是普通碩士博士能接觸到的，也只能用在光刻機裏。
可想而知，一個個原子摳，是閆埠貴也受不了的，
所以離子束拋光的加工效率極為低下，一般作為最後一道精確修形的手段。
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第334章 研發光刻機光頭
光纖研究肯定不是很容易的，總工拉壞了幾十公斤玻璃，都讓劉光福加工成了裝飾品。
劉光福看見一時半刻的事，就帶著幾十塊基板先回去了，
順便到西單門口，把發光的光纖花束，標價十塊錢一束，開始售賣。
四九城還沒見過這麽絢麗的裝飾品，立刻被搶購一空。
劉光福把這些賣了五千塊錢，又叫沙市玻璃廠再趕制一批送來。
現在基板有了，劉光福來到位於滬市的中科院光學精密機械研究所。
劉光福提供給他們三臺最新型的四軸數控機床，並且承包科研經費，請該所為自己研究新一代的激光直刻機。
此外，還和沙市玻璃廠一起，共同研究光纖用激光發射元件，以實現光纖通訊。
有了能刻印掩膜的激光直刻機，就在此基礎上，研究刻印芯片的光刻機。
這兩種機器雖然不同，但顯然可以利用很大一部分相同部件，不用完全重新研發。
其實這些技術，只要擁有全產業鏈，加上精密機床，完全可以做到。
只是由於外國封鎖了精密機床，導致光學研究所的激光直刻機精度不足。
經過兩個月設計研究，一臺新的激光直刻機很快完工，經測試，精度達到了0.2微米，完全符合386基板的需求。
順便說一下，同樣是機床，光刻機天生就比其他數控機床精度高，這並不奇怪，因為哪怕最高檔的數控機床，在刀頭上也是金屬的，在高速切割時會有溫度變形，即便用的是硬度最高的金剛石鉆頭，也不可能不出現微米級別的誤差，這是刀頭性質決定的，怎麽補償也還是有。
而激光刀就不同了，在可以數控補償誤差的條件下，基本上可以等同於定位誤差。
至於光刻頭的鏡頭玻璃，劉光福已經去過四九城玻璃廠，讓他們開始研究，爭取做到純度最高。
劉光福拿著這玻璃，帶著光刻機的研究人員，去國內最好的海鷗相機廠。
雖無球差校正眼，但懷掃描透射心！
劉光福看到，鏡片制造的第一步是粗略地磨出鏡片的曲線。每個鏡頭毛坯都連接到一個柱塞上，該柱塞將其引導到一臺機器中。
在該機器中玻璃被研磨成適合鏡頭的正確曲線、
這一步，只是為了為鏡片創建正確的形狀，因此完成後它仍然顯得有些不透明。
然後，工人進行更精細的精密研磨步驟，使鏡片具有清晰、光滑的表面。
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它們使用特殊的拋光膏研磨鏡片，不到十分鐘，鏡片就研磨好了。
劉光福看了一遍過程，覺得對於相機鏡頭可能夠了，但不如自己了解的光刻機鏡頭過程更精細。
除了光源外，光刻機的物鏡也決定了光刻機能使用的波長，波長越小約精細，所謂幾納米制程，其實就是波長，也就是相鄰晶體管的距離。
相鄰晶體管距離越小，一塊芯片集成的晶體管就越多，速度也就越快。
但再小也不能小過波長。
所以到了2022年，決定芯片精度的，已經不是光刻機的定位能力了，而是光源的波長。
波長其實就與物鏡表面粗糙度有關，顯然表面粗糙度必須遠遠低於波長，才可能正確地將極紫外光正確投射。
2022年，物鏡的粗糙度達到20埃米，也就是0.02納米，達到了原子級別的平坦。
結果就是光源到了極限，畢竟極紫外光的波長是物理規律。
除非改變物理規律，否則再先進的技術也突破不了。
所以很多人對追趕ASML沒信心，其實大可不必，因為這門技術目前已經受限於波長無法突破了，以後還得看量子計算機。
超精密光學鏡頭，也是光刻機核心技術之一，為此，必須采用加工技術的基礎是計算機數控光學表面成形技術。
這項技術由幾個部分組成，一個是小磨頭拋光技術，是使用一個比工件口徑小得多的磨頭，對工件進行拋光。
這個小磨頭，通過控制磨頭在工件表面不同位置的駐留時間，以及磨頭與工件之間的壓強，來控制材料去除量。
當然在磨之前，肯定是對鏡頭進行了納米級別的數學建模分析，工作量和精細程度，想想都覺得嚇人，堪稱八級工手搓部件的升級版。
幸好這種技術只用在光刻機身上，否則這麽摳法，哪兒幹得過來。
這樣能夠實現數十納米級的加工精度。
還有更先進的技術，是應力盤拋光。
這個拋光盤，在計算機控制下可根據要加工的形狀實時變形，實現拋光盤與工件的完全貼合。
第三步是更加變態的磁流變拋光，它使用具有磁流變效應的特殊拋光液，作為拋光材料。
這種拋光液，含有無磁性的拋光粉和磁性的鐵粉，
在無磁場時表現為常規的液體狀態，
而在磁場作用下，鐵粉會定向排列，使拋光液表現出類固體性質。
磁流變拋光液，會被吸附在帶磁場的拋光輪上，形成一層柔性拋光模。
拋光膜隨拋光輪的轉動與工件接觸，對工件表面進行塑性剪切去除。拋光模的剛度和韌性等參數，可以通過磁場大小，進行實時精確調控，與工件表面始終緊密貼合，可將面型精度提高到納米級。
最後的技術是離子束拋光技術，可將鏡頭的精度提升到亞納米級。
它的原理，是在真空條件下，利用電場將氬氣等惰性氣體電離為離子。
離子轟擊工件表面，將表面原子去除。
這是一種原子量級的加工手段，可以達到原子級的精度和表面粗糙度，與工件之間沒有機械接觸，是目前最先進的光學元件加工技術。
這其實是一種科研手段了，都不是普通碩士博士能接觸到的，也只能用在光刻機裏。
可想而知，一個個原子摳，是閆埠貴也受不了的，
所以離子束拋光的加工效率極為低下，一般作為最後一道精確修形的手段。
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