江州,江钢老厂区,墨子实验室。
死寂。
比之前的失败更令人绝望的死寂。
实验室中央,那台价值昂贵的日立扫描电子显微镜屏幕上,显示着冰冷的“Service Locked”(服务锁定)。这是厂商通过远程固件升级,强制锁死了设备的核心功能。
旁边的KLA暗场缺陷检测仪,同样处于瘫痪状态。
赵博士手里拿着一片刚刚显影出来的晶圆,手在微微颤抖。
“林董,我们……我们现在是瞎子。”
“我们刚刚试制了第107号配方。理论上,这次我们用电解抛光的不锈钢桶解决了金属离子污染问题。但是……”
赵博士指着那片晶圆,声音带着哭腔:
“我们看不见上面的图形。”
“光刻胶的线宽只有40纳米。肉眼看不见,光学显微镜看不见。没有SEm,我们根本不知道线条是直的还是弯的,不知道侧壁有没有坍塌,不知道沟槽里有没有残留。”
“我们连是成是败都不知道,怎么优化?”
这就好比蒙着眼睛雕刻大米,你甚至不知道自己刻的是字还是划痕。
王海冰站在一旁,脸色铁青:“我联系了国内的几家检测设备厂,他们的精度只能做到90纳米,对于ArF浸没式光刻胶的验证,完全不够用。”
检测设备的缺失,直接切断了研发的反馈闭环。
林远看着那台被锁死的显微镜,目光幽深。
“物理的眼睛瞎了。”
“那我们就用……数学的眼睛。”
林远没有废话,直接拿起了电话。
“汪韬,带上你的人,还有盘古视觉大模型,马上来江钢。”
“另外,让汉斯把他在德国的光学实验室团队也拉进视频会议。”
一小时后,临时作战室。
林远在白板上画了一个激光照射晶圆的示意图。
“我们没有电子显微镜,没法直接看到微观结构。”
“但是,我们有激光。”
“当激光照射到晶圆表面那些微小的电路结构时,会发生衍射和散射。”
“这些散射光,虽然看起来是一团乱麻,但它包含了表面结构的所有信息。”
林远看向汪韬和汉斯。
“我要你们做一套光学散射测量系统。”
“硬件不需要复杂的透镜。只需要一个高精度的激光光源,和一个能捕捉散射光斑的ccd传感器。这个我们自己能搭出来。”
“软件这才是核心。”
“汪总,我要你用盘古模型,去解麦克斯韦方程组的逆问题。”
“即:根据接收到的散射光斑,反向推算出晶圆表面的三维形貌。”
“这在数学上叫相位恢复。”
汪韬推了推眼镜,眼中闪过一丝狂热,但也有一丝犹豫。
“理论上可行。这叫计算成像。但是,计算量是天文数字。”
“要从一堆杂乱的光斑里,猜出纳米级的结构,每一次测量,都需要进行数亿次的迭代运算。”
“按照现在的算力,检测一片晶圆,可能需要一个月。”
“太慢了。”王海冰摇头,“产线等不起。”
“那就用库。”汉斯突然开口。
“我们可以预先建立一个庞大的散射特征库。”汉斯解释道,“我们模拟出千万种可能的光刻胶缺陷形态,如倒塌、桥接、驻波,然后计算出它们对应的散射光斑。”
“当实际测量时,我们不需要实时解方程。”
“我们只需要把测到的光斑,去和数据库里的样本进行指纹比对!”
“这就变成了AI图像识别问题。”
“这个我在行!”汪韬猛地一拍大腿,“用盘古做特征匹配,毫秒级就能出结果!”
“但这需要海量的训练数据。”
“数据我有。”林远从公文包里拿出一个硬盘,“这是我们之前在ASmL做测试时,偷偷保存下来的,几百万张缺陷扫描图和对应的散射数据。”
“那是我们的种子。”
疯狂的盲人摸象。
方案确定,立刻执行。
这是一套极其简陋,却又极其科幻的检测系统。
没有昂贵的镜头,没有真空腔体。
只有一个暗盒,一束激光和一个连接着青川智算中心的数据线。
“第108号样品,上机。”
激光打在晶圆上,反射出一圈圈迷离的光晕。
数据疯狂上传。
青川,数千张GpU卡全速运转,在浩瀚的数据库中寻找匹配的指纹。
五分钟后。
屏幕上,不再是模糊的照片,而是一个由计算机生成的3d模型。
模型清晰地显示:光刻胶的线条边缘,出现了锯齿状的“驻波效应”。
“看清了!”赵博士激动得跳了起来,“是驻波!是因为底部抗反射涂层的折射率没调好!”
“调整bARc配方!折射率增加0.02!再试!”
虽然这套系统的精度约2纳米不如SEm,速度也慢,但它让墨子团队,终于在黑暗中,看到了一丝微光。
闭环,重新接通了。
解决了看的问题,接下来是更难的造的问题。
江钢集团,焦化厂,精制车间。
这里是江钢最脏、最臭的地方。黑色的煤焦油在巨大的管道中流淌,空气中充满了硫化氢和苯的味道。
谁能想到,纳米级光刻胶的源头,竟然是这一堆黑乎乎的粘稠液体。
林远穿着厚重的防护服,站在一座高达60米的巨大精馏塔前。
孙大炮指着这座刚刚改造完成的巨塔,声音在防毒面具后显得有些闷。
“主任,这是我们按您的要求,用316L电解抛光不锈钢重新焊的超级精馏塔。”
“塔高68米,内部填充了相当于200层楼高的规整填料。”
“我们的目标,是从煤焦油里,提炼出纯度达到99.9999%(6N)的间甲酚。”
间甲酚,是合成光刻胶树脂的核心单体。
日本信越化学,就是靠着对这种单体提纯技术的绝对垄断,卡住了全世界的脖子。
“现在的纯度是多少?”林远问。
“99.9%(3N)。”孙大炮无奈地摇摇头,“这已经是工业级的极限了。再往上提,每提高一个9,难度就是指数级上升。”
“主要杂质是什么?”
“同分异构体,对甲酚。”
孙大炮解释道:“间甲酚和对甲酚,沸点只差0.3度!在普通的精馏塔里,它们根本分不开,就像水和奶混在一起一样。”
“日本人是用结晶法分离的,那是他们的核心机密,我们搞不到。”
0.3度的沸点差。
这就是横亘在中国光刻胶产业面前的,一道天堑。
“不能用结晶法,那就死磕共沸精馏。”
汉斯走了过来,手里拿着一张复杂的化工流程图。
“林,孙,德国人在二战时期缺油,就是靠煤化工活下来的。我们有经验。”
“0.3度分不开,那就加第三者。”
“我们往里面加一种特殊的夹带剂。这种剂只喜欢跟对甲酚结合,形成共沸物,把它的沸点拉低5度。”
“这样,沸点差就扩大到了5度。精馏塔就能分开了。”
“什么夹带剂?”孙大炮问。
“这需要试。”汉斯耸耸肩,“可能是乙二醇,可能是尿素,也可能是某种复杂的有机胺。”
“我们用盘古来试。”林远再次祭出了AI。
“汪总,把已知的2万种化工溶剂的分子式输入模型。模拟它们与甲酚的分子间作用力。”
“筛选出最可能的100种夹带剂。”
“然后,孙总,你的任务就是烧。”
“在实验室里,用这100种剂,没日没夜地烧!直到试出来为止!”
这是一场暴力穷举的化学实验。
没有捷径,只有试错。
接下来的一个月,江钢焦化厂的灯光,彻夜未熄。
爆炸、泄漏、中毒……
实验并不顺利。好几次,因为反应釜压力过大,差点把实验室掀翻。
但没人退缩。
孙大炮直接把铺盖卷搬到了车间门口。
“老子就不信了,炼钢能炼出花来,炼个油还能被尿憋死?”
第83次实验。
失败。纯度99.95%。
第156次实验。
失败。纯度99.99%。
第214次实验。
时间已经到了最后期限。国内晶圆厂的显影液库存,只剩下最后三天。
中芯国际的老总已经把电话打到了郑宏图书记那里,请求国家出面协调进口。
压力,全部压在了林远身上。
这天凌晨。
汉斯突然冲进了林远的办公室,手里举着一个小小的玻璃瓶。
瓶子里,是一种无色、透明、散发着淡淡杏仁味的液体。
“林!成功了!”
“我们用乙二胺+特制分子筛的组合,成功把沸点差拉大到了8度!”
“这是刚刚出来的色谱分析报告。”
林远接过报告,目光直接落在了最后一行。
纯度:99.%(6N)。
金属离子:< 5 ppb。
“合格了!”
林远的手,微微颤抖。
这瓶看似普通的液体,是中国半导体材料史上的一座丰碑。
它意味着,我们终于打破了日本对高纯单体长达三十年的垄断。
有了高纯单体,“墨子材料”的配方终于发挥了威力。
再加上“计算成像”检测系统的辅助,光刻胶的良率开始爬坡。
30%……60%……85%……
一周后。
第一批500公斤国产ArF浸没式光刻胶,连同配套的显影液,被紧急运往了中芯国际的生产线。
上机测试。
曝光,显影,刻蚀。
当最终的良率报告出来时,中芯的总工沉默了。
良率:99.2%。
这不仅达到了日本货的水平,甚至在某些关键层,如多晶硅栅的刻蚀选择比上,超过了日本JSR的产品!
为什么?
因为这是“定制化”的。
日本人的胶是通用的,而林远的胶,是根据国内光刻机的特定光源参数,用AI进行过分子级适配的。
这就是全产业链闭环的威力。
江州。
林远看着那一桶桶正在装车的国产光刻胶,脸上并没有太多喜色。
他知道,萧若冰不会就这样认输。
材料战,她输了。
但她手里还有最后一张,也是最恶心的一张牌专利。
“老板,”顾盼走了过来,神色凝重。
“刚刚收到律师函。”
“信越化学和JSR,联合在海牙国际法庭和美国Itc,对墨子材料和江南之芯提起了专利诉讼。”
“他们指控我们的光刻胶树脂结构,侵犯了他们第Jp-2015-xxxx号基础专利。”
“那是保护基团的化学结构专利。”
“只要我们用了这种化学键,就是侵权。”
“他们要求全球禁售,并赔偿50亿美金。”
林远接过律师函,看了一眼那复杂的分子式结构图。
“保护基团?”
林远冷笑一声。
“他们以为,化学结构只有这一种写法吗?”
他看向旁边的李振声教授和汉斯。
“启动分子异构计划。”
“用我们的盘古大模型,去计算出一种,化学性质完全相同,但分子结构完全不同的全新保护基团!”
“我们要用AI,去绕开他们的专利墙。”
“不仅要绕开。”
林远眼中闪过一丝狠厉。
“我们还要把这种新结构,申请成专利!”
“然后,反过来,去告他们术落后!”