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第71章 芯片制造之旅(二)

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玉龙按照悟空的指示,将气体放电腔与各种设备连接好,然后启动电源。随着气体缓缓注入腔内,电流逐渐增大,腔内开始发出微弱的光芒。

“电流再增大一些,注意观察波长的变化。”悟空说道。

玉龙慢慢调整电流,光芒越来越亮,当电流达到一个特定值时,光谱分析仪显示出光源的波长稳定在 193 纳米左右。

“成功了,悟空!我们成功制造出了符合要求的光源系统的关键部分!”玉龙兴奋地喊道。

“这只是第一步,接下来我们还要制造机械运动系统和光学系统,但这是一个良好的开端。”悟空说道。

“没错,这确实是个好开端。接下来的机械运动系统,其精度要求极高,容不得半点马虎。”悟空一边说着,一边在虚拟屏幕上展示出机械运动系统的详细设计图。

玉龙仔细端详着设计图,目光紧锁在导轨和丝杆传动系统的部分:“悟空,从这设计来看,导轨和丝杆的制造是关键,可我们目前的材料和工艺,要达到微米级别的精度,难度不小。”

“确实如此,不过我们可以尝试使用新型合金材料。这种合金由铁、镍、铬按 7:2:1 的比例熔炼而成,经过特殊的热处理工艺,能大幅提高材料的硬度和耐磨性,有助于满足高精度的要求。”悟空分析道。

玉龙立刻来到自动化操作台,按照悟空提供的材料比例和工艺参数,开始准备制造导轨和丝杆的材料。

自动化熔炉启动,将各种金属原料按照精确的比例投入其中。

随着温度的升高,金属逐渐融化、融合,熔炉内光芒闪烁。

“注意控制熔炉温度,在熔炼过程中,温度要保持在 1500 摄氏度左右,波动不能超过 ± 5 摄氏度,否则会影响合金的性能。”悟空时刻关注着数据,提醒玉龙。

玉龙紧紧盯着温度显示屏,微调着熔炉的功率,确保温度稳定。经过数小时的熔炼,新型合金材料制作完成。

接下来,便是利用自动化加工设备制造导轨和丝杆。机械臂精准地抓取合金材料,开始切割、打磨、塑形。每一个动作都严格按照程序设定的参数进行,金属碎屑在加工区域飞溅。

在打磨导轨时,要使用高精度的磨具,磨具的粒度需达到 2000 目,这样才能保证导轨表面的粗糙度达到微米级别。”悟空说道。

玉龙操控着自动化设备,小心翼翼地调整磨具参数,启动打磨程序。

机器发出均匀而低沉的嗡嗡声,导轨在磨具的作用下,表面逐渐变得光滑如镜。

经过长时间的精细打磨,导轨的直线度误差成功控制在微米级别以内。

紧接着,开始制造丝杆。

丝杆的螺距精度要求更为苛刻,玉龙和悟空不敢有丝毫懈怠。

自动化设备通过精密的数控加工技术,对丝杆进行一道道工序的处理。

在加工过程中,悟空不断根据实时监测的数据,指导玉龙对设备参数进行微调。

“丝杆的螺纹角度偏差要控制在 0.01 度以内,现在这个数值接近临界值了,稍微调整一下刀具的进给量。”悟空说道。

玉龙迅速做出反应,精准地调整了刀具的进给量,确保丝杆的加工精度。

经过无数次的精细操作,丝杆终于制造完成,螺距精度达到了令人满意的标准。

接下来是安装高精度传感器。

玉龙在悟空的指导下,将传感器小心翼翼地安装在工作台的关键位置。

这些传感器如同机械运动系统的“眼睛”,能够实时监测工作台的位置变化。

“安装完成后,进行传感器的校准。校准过程中,要使用标准的位移量进行测试,确保传感器的测量误差在 ± 0.1 微米以内。”悟空说道。

玉龙按照要求,使用标准位移量对传感器进行校准。

经过反复测试和调整,传感器的测量误差成功控制在规定范围内。

机械运动系统初步完成后,玉龙和悟空对其进行了全面的测试。

工作台在导轨上平稳地移动,位置精度完全符合设计要求,传感器实时准确地反馈着工作台的位置信息。

“机械运动系统这一步算是成功了,接下来就是更为复杂的光学系统。光学镜片的制造对我们来说是个巨大的挑战。”玉龙说道。

“没错,尤其是物镜。我们要先准备好氟化钙晶体材料,这种晶体的生长需要特定的环境。我们需要搭建一个晶体生长炉,炉内的温度要控制在 1200 摄氏度左右,并且要保持温度的均匀性,温度波动不能超过 ± 1 摄氏度。同时,还要控制炉内的气压和气体成分,为晶体生长提供稳定的环境。”悟空说道。

玉龙立刻着手搭建晶体生长炉。

他利用自动化操作台,制造出了生长炉的主体结构,然后安装了高精度的温度、气压控制设备。

经过一番调试,晶体生长炉准备就绪。

玉龙将准备好的原料放入生长炉中,启动设备。

生长炉开始工作,内部温度逐渐升高,稳定在 1200 摄氏度。

在接下来的数天里,玉龙和悟空密切关注着晶体的生长情况。

“目前晶体生长状态良好,注意观察晶体的形态,确保没有缺陷。”悟空说道。

经过漫长的等待,一块高质量的氟化钙晶体终于生长完成。

玉龙将晶体取出,看着这块晶莹剔透的晶体,心中充满了期待。

接下来,便是对晶体进行研磨和抛光。

这是一项极其精细的工作,需要使用专门的光学研磨设备。

玉龙在悟空的指导下,调整研磨设备的参数,开始对晶体进行研磨。

“研磨过程中,压力要均匀分布,并且要不断调整研磨的方向,以保证镜片表面的精度。每研磨一段时间,就要进行一次测量,确保表面精度达到纳米级别。”悟空说道。

玉龙全神贯注地操作着设备,经过无数次的研磨和测量,镜片的表面精度逐渐达到了要求。然后,进行抛光处理,使镜片的表面更加光滑,透光率更高。

经过艰苦的努力,物镜终于制造完成。玉龙将物镜安装到光学系统的实验装置中,与其他光学元件进行组合调试。

“现在进行光学系统的整体调试,要通过精确的光学测量设备,对光线的传播路径、聚焦情况进行监测和调整。”悟空说道。

玉龙和悟空在实验室里忙碌了数天,对光学系统进行了反复的调试和优化。

最终,光学系统达到了预期的性能指标,光线能够准确地聚焦和传播,像差和误差都控制在极小的范围内。

“我们成功了,悟空!光刻机的三大关键系统都初步完成了!”玉龙兴奋地说道。

“这是一个了不起的成就,但我们还需要对整个光刻机进行整合和全面测试,确保各个系统之间能够协同工作,达到最佳的性能。”悟空说道。

玉龙点点头,充满信心地投入到下一步的工作中。

他知道,距离成功制造出光刻机还有一段路要走,但每一次的突破都让他更加坚信,清风寨在科技发展的道路上必将越走越远,创造出属于自己的辉煌 。

玉龙深吸一口气,抖擞精神,开始着手将各个系统整合到光刻机的整体架构中。

自动化操作台的机械臂在他的操控下,精准地将光源系统、机械运动系统和光学系统的各个部件一一就位,进行细致的连接与固定。

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