第二百六十四章 水的奥秘 (1/2)

“水，而且是18兆欧的去离子纯水。”周硕用力的点了点头。

水，我们这个星球上面无数生命的源泉。它由一个氧原子和两个氢原子组成，在常温常压下为无色无味的透明液体。

它有很多的物理特性，比如说温度不同导致的密度和形态变化，重水、轻水、超临界水等不同的特殊状态，以及流动性、热传导性、溶解性和导电性等等，这种地球上最常见、可以说是成分最简单的物质之一，想要写完它的全部知识却需要一本最厚的书。

但具体到光刻机技术上，为什么周硕说水可以让0.8微米工艺，短时间内跨越到0.5微米技术？

这还要从光刻机工艺提升的两个方向说起。

所谓的制程工艺，究竟指的是什么呢？制程，实际上就是单晶硅晶圆上面的线宽。构成集成电路的基础，是单晶硅圆片上通过光刻腐蚀出来的线条。这些线条的粗细，也就决定了同一块芯片能够集成多少晶体管，能够达到什么样的性能。

而光刻机上决定线宽的因素，主要是光源和镜片这两种。光刻机生产芯片，其本质上和照相机并无太大区别。光线照射景物然后反射到照相机的镜头上，最后在胶片上形成影像。这个影像不就是比实物要小的多的多了吗？

同样，光刻机在单晶硅圆片上留下来的线条，可也不是一笔一笔刻上去的。而是通过对光学掩膜版进行曝光，然后让这些设计好的逻辑电路影像通过一组组镜头，最终得到比掩膜版要小得多的图像。这样对光敏感的光刻胶，就会被有选择的光照所去除。这些没有光刻胶覆盖的晶圆部分，就会在接下来的工艺中成为晶体管的结构基础。

不断的追求镜片加工极限，就是光刻机提高工艺水平的主流选择。这也是为什么全世界只有三家光刻机生产商，而最为著名的就是日本尼康和荷兰阿斯麦（asl）。尼康本身就是日本战前做潜艇潜望镜的厂家，后来则是相机业的霸主。而阿斯麦的镜头则来自于卡尔蔡司。这家公司干嘛的就不用说了，地球人都知道。光刻机离开了这两家光学企业，什么摩尔定律都得去见鬼。

当然，这并不是说就没有其他办法来提高工艺条件了。除了镜头。实际上使用何种光源也会导致线宽的不同。不同波长的光波，就如不同规格的刻刀。波长越短的光波，就能够在光刻胶上留下越细的痕迹。最早的光刻机因为加工精度不高，使用的汞灯只能提供的i线光。后来更换了准分子激光之后，光波才降低到了的激光。

未来想要缩小刻蚀的分辨率，甚至还要继续上14nm的极紫外光。至于10纳米以下，可能人类的科技就已经研究出其他的加工方式了吧。

当然这些只是不准确的科普说法，如果具体要解释一下光波和刻蚀分辨率的关系，或者解释一下照准系统的最大分辨率概念之类的

本书的长度恐怕会有些不足，以及略有骗稿费的嫌疑。虽然这些知识如果真的讲出来千字3分就太便宜了。本着经不轻传的道理（其实作者也不懂）就不多说了。

言归正传。涂岸北脑海中灵光一现，正是水的一种特性。那就是光通过液体介质后光源波长就会缩短，其缩短的倍率即为液体介质的折射率。也就是说光刻机的光源如果在照射到光刻胶之前先在水中穿行一次，就相当于换了一个更细的刻刀。

而水的折射率是1.44，当0.8微米波长的光线穿过水之后。0.8除以1.44岂不正是0.56微米？如果这项技术真的有可行性，那确实是可以在不提高精密制造水平的前提下，得到更高一代的芯片制程技术。

这么简单的原理，周硕当然不是第一个想到的。用水缩短光源的波长来提高制程工艺，是未来光刻机普遍采用的技术。也就是学名叫做沉浸式光刻机的设备。通过不断努力，未来的光刻机早就已经实现了这项技术。不仅是折射率1.44的水，更开发出折射率更高的液体。沉浸液成为镜片和光源之外。第三个能够快速减小线宽的因素。

“怎么样，大家现在还有什么疑问没有？”

在场的十四个研发人员都是周硕一手挑出来的大才，谁的心思不是一点就透。有几个甚至就是中科院里，参加了0.8微米全套工艺开发的研究员。他只是透出一点话头，这群人的眼睛立刻就亮了起来。

使用水作为沉浸液还面临着很多的问题，比如说光刻胶的溶解、水中的杂质和稳定性。蒸发扰动以及水中气体的去除

但这些问题和提高精密制造水平，根本不可同日而语。精密制造那是拼基础积累的领域，但拼化学和系统设计，中国人可是太有信心了。

传承自苏联的中国科学家，在系统设计方面可是深谙如何用巧妙方法克服困难要求的。至于某些方面技不如人的自卑。那就完全没有必要了。这种处境既可以叫穷国的无奈，也可以叫发展中国家的后发优势，全看人们从什么角度解读了。

以中国未来取得的成就来看，大可自豪的说是属于后一种角度。

“唔，我看这个路线说不定可以。”涂岸北缓缓的点了点头，笑道：“周校长这个办法确实是奇思妙想，我看有尝试一下的必要。”

“我也觉得能成。”他身边之前质问周硕的中年男人，也不自觉的点头道：“如果光刻胶的防溶解配方一时拿不出来，我看可以增加一组镜头把水和晶圆隔离开。”

“水中的