第71章 芯片製造之旅二)
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玉龍按照悟空的指示,將氣體放電腔與各種設備連接好,然後啟動電源。隨著氣體緩緩注入腔內,電流逐漸增大,腔內開始發出微弱的光芒。
“電流再增大一些,注意觀察波長的變化。”悟空說道。
玉龍慢慢調整電流,光芒越來越亮,當電流達到一個特定值時,光譜分析儀顯示出光源的波長穩定在 193 納米左右。
“成功了,悟空!我們成功製造出了符合要求的光源係統的關鍵部分!”玉龍興奮地喊道。
“這隻是第一步,接下來我們還要製造機械運動係統和光學係統,但這是一個良好的開端。”悟空說道。
“沒錯,這確實是個好開端。接下來的機械運動係統,其精度要求極高,容不得半點馬虎。”悟空一邊說著,一邊在虛擬屏幕上展示出機械運動係統的詳細設計圖。
玉龍仔細端詳著設計圖,目光緊鎖在導軌和絲杆傳動係統的部分:“悟空,從這設計來看,導軌和絲杆的製造是關鍵,可我們目前的材料和工藝,要達到微米級別的精度,難度不小。”
“確實如此,不過我們可以嚐試使用新型合金材料。這種合金由鐵、鎳、鉻按 721 的比例熔煉而成,經過特殊的熱處理工藝,能大幅提高材料的硬度和耐磨性,有助於滿足高精度的要求。”悟空分析道。
玉龍立刻來到自動化操作台,按照悟空提供的材料比例和工藝參數,開始準備製造導軌和絲杆的材料。
自動化熔爐啟動,將各種金屬原料按照精確的比例投入其中。
隨著溫度的升高,金屬逐漸融化、融合,熔爐內光芒閃爍。
“注意控製熔爐溫度,在熔煉過程中,溫度要保持在 1500 攝氏度左右,波動不能超過 ± 5 攝氏度,否則會影響合金的性能。”悟空時刻關注著數據,提醒玉龍。
玉龍緊緊盯著溫度顯示屏,微調著熔爐的功率,確保溫度穩定。經過數小時的熔煉,新型合金材料製作完成。
接下來,便是利用自動化加工設備製造導軌和絲杆。機械臂精準地抓取合金材料,開始切割、打磨、塑形。每一個動作都嚴格按照程序設定的參數進行,金屬碎屑在加工區域飛濺。
在打磨導軌時,要使用高精度的磨具,磨具的粒度需達到 2000 目,這樣才能保證導軌表麵的粗糙度達到微米級別。”悟空說道。
玉龍操控著自動化設備,小心翼翼地調整磨具參數,啟動打磨程序。
機器發出均勻而低沉的嗡嗡聲,導軌在磨具的作用下,表麵逐漸變得光滑如鏡。
經過長時間的精細打磨,導軌的直線度誤差成功控製在微米級別以內。
緊接著,開始製造絲杆。
絲杆的螺距精度要求更為苛刻,玉龍和悟空不敢有絲毫懈怠。
自動化設備通過精密的數控加工技術,對絲杆進行一道道工序的處理。
在加工過程中,悟空不斷根據實時監測的數據,指導玉龍對設備參數進行微調。
“絲杆的螺紋角度偏差要控製在 0.01 度以內,現在這個數值接近臨界值了,稍微調整一下刀具的進給量。”悟空說道。
玉龍迅速做出反應,精準地調整了刀具的進給量,確保絲杆的加工精度。
經過無數次的精細操作,絲杆終於製造完成,螺距精度達到了令人滿意的標準。
接下來是安裝高精度傳感器。
玉龍在悟空的指導下,將傳感器小心翼翼地安裝在工作台的關鍵位置。
這些傳感器如同機械運動係統的“眼睛”,能夠實時監測工作台的位置變化。
“安裝完成後,進行傳感器的校準。校準過程中,要使用標準的位移量進行測試,確保傳感器的測量誤差在 ± 0.1 微米以內。”悟空說道。
玉龍按照要求,使用標準位移量對傳感器進行校準。
經過反複測試和調整,傳感器的測量誤差成功控製在規定範圍內。
機械運動係統初步完成後,玉龍和悟空對其進行了全麵的測試。
工作台在導軌上平穩地移動,位置精度完全符合設計要求,傳感器實時準確地反饋著工作台的位置信息。
“機械運動係統這一步算是成功了,接下來就是更為複雜的光學係統。光學鏡片的製造對我們來說是個巨大的挑戰。”玉龍說道。
“沒錯,尤其是物鏡。我們要先準備好氟化鈣晶體材料,這種晶體的生長需要特定的環境。我們需要搭建一個晶體生長爐,爐內的溫度要控製在 1200 攝氏度左右,並且要保持溫度的均勻性,溫度波動不能超過 ± 1 攝氏度。同時,還要控製爐內的氣壓和氣體成分,為晶體生長提供穩定的環境。”悟空說道。
玉龍立刻著手搭建晶體生長爐。
他利用自動化操作台,製造出了生長爐的主體結構,然後安裝了高精度的溫度、氣壓控製設備。
經過一番調試,晶體生長爐準備就緒。
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玉龍將準備好的原料放入生長爐中,啟動設備。
生長爐開始工作,內部溫度逐漸升高,穩定在 1200 攝氏度。
在接下來的數天裏,玉龍和悟空密切關注著晶體的生長情況。
“目前晶體生長狀態良好,注意觀察晶體的形態,確保沒有缺陷。”悟空說道。
經過漫長的等待,一塊高質量的氟化鈣晶體終於生長完成。
玉龍將晶體取出,看著這塊晶瑩剔透的晶體,心中充滿了期待。
接下來,便是對晶體進行研磨和拋光。
這是一項極其精細的工作,需要使用專門的光學研磨設備。
玉龍在悟空的指導下,調整研磨設備的參數,開始對晶體進行研磨。
“研磨過程中,壓力要均勻分布,並且要不斷調整研磨的方向,以保證鏡片表麵的精度。每研磨一段時間,就要進行一次測量,確保表麵精度達到納米級別。”悟空說道。
玉龍全神貫注地操作著設備,經過無數次的研磨和測量,鏡片的表麵精度逐漸達到了要求。然後,進行拋光處理,使鏡片的表麵更加光滑,透光率更高。
經過艱苦的努力,物鏡終於製造完成。玉龍將物鏡安裝到光學係統的實驗裝置中,與其他光學元件進行組合調試。
“現在進行光學係統的整體調試,要通過精確的光學測量設備,對光線的傳播路徑、聚焦情況進行監測和調整。”悟空說道。
玉龍和悟空在實驗室裏忙碌了數天,對光學係統進行了反複的調試和優化。
最終,光學係統達到了預期的性能指標,光線能夠準確地聚焦和傳播,像差和誤差都控製在極小的範圍內。
“我們成功了,悟空!光刻機的三大關鍵係統都初步完成了!”玉龍興奮地說道。
“這是一個了不起的成就,但我們還需要對整個光刻機進行整合和全麵測試,確保各個係統之間能夠協同工作,達到最佳的性能。”悟空說道。
玉龍點點頭,充滿信心地投入到下一步的工作中。
他知道,距離成功製造出光刻機還有一段路要走,但每一次的突破都讓他更加堅信,清風寨在科技發展的道路上必將越走越遠,創造出屬於自己的輝煌 。
玉龍深吸一口氣,抖擻精神,開始著手將各個係統整合到光刻機的整體架構中。
自動化操作台的機械臂在他的操控下,精準地將光源係統、機械運動係統和光學係統的各個部件一一就位,進行細致的連接與固定。
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