林薇被紧急通讯请求的震动唤醒。窗外天色微明,亚热带清晨特有的湿润空气透过未关严的窗缝渗入房间。她看了一眼来电显示,宝积电研发中心的加密线路。
“林总,抱歉这么早打扰。”电话那头是约翰·陈的声音,失去了往日的从容,带著一种压抑的紧迫感,“昨晚进行的tc-224新沉积方案验证实验,出了些……异常情况。”
林薇瞬间清醒,从床上坐起:“什么异常?”
“验证组按您提供的参数,在凌晨两点启动了第一个批次实验。”约翰·陈语速很快,“前三个样品看起来一切正常,沉积速率、薄膜厚度、反射率曲线都符合预期。但第四个样品,设备监控系统记录到一个短暂的功率波动。”
“功率波动?”林薇赤脚走到书桌前,打开笔记本电脑,“幅度多大?持续时间?”
“沉积电源输出功率在0.3秒內下降了8.2%,隨即恢復正常。”约翰·陈那边传来翻动纸张的声音,“由于波动时间太短,在线质量监控系统没有触发警报,按照规程继续完成了整个沉积过程。但今天早上,当我们取出样品进行初步检测时……”
他停顿了一下,声音变得艰涩:“第四个样品的氮化铝过渡层,出现了我们从未见过的微观结构。”
林薇的手指在键盘上快速敲击,远程登录到宝积电的安全数据伺服器:“把扫描电镜图像和x射线衍射数据发给我。现在。”
“已经发送到您的加密帐户。”约翰·陈说,“林总,我需要您马上来研发中心。我们的材料专家说,这种结构……很不寻常。”
半小时后,林薇已经坐在宝积电研发中心的洁净室观察区。透过双层玻璃,她能看到里面穿著无尘服的技术人员正在操作原子力显微镜。屏幕上,第四號样品的表面形貌图正在逐渐清晰。
约翰·陈站在她身边,手里拿著刚列印出来的数据报告,脸色凝重。
“看这里。”林薇指著屏幕上的高分辨图像。在氮化铝薄膜表面,原本应该呈现均匀柱状晶结构的区域,出现了一片直径约两百纳米的圆形区域。在这个区域內,晶体排列呈现出一种奇异的放射状图案,仿佛水面的涟漪被瞬间冻结。
更诡异的是,放射状图案的中心点,原子力显微镜的探针检测到了异常的硬度,比正常氮化铝高出近三倍。
“这是什么?”林薇问。
“我们不知道。”回答的是宝积电材料实验室的主任,一位头髮花白的博士,隔著玻璃用通讯器说道,“这种放射状晶体生长模式,在氮化铝沉积中从未报导过。中心点的高硬度区域……我们做了微区x射线能谱分析,成分还是氮化铝,没有掺杂其他元素。”
林薇调出x射线衍射图谱。正常的氮化铝薄膜应该显示出清晰的(002)晶面择优取向峰,但第四號样品的图谱上,除了主峰外,还出现了几个微弱的额外峰位。
“这些额外峰……”她放大图谱,“对应的是什么晶面?”
“我们查遍了资料库。”材料主任的声音带著困惑,“这些衍射角对应的晶面间距,在標准氮化铝晶体结构中不存在。除非……”
“除非晶体结构本身发生了改变。”林薇接过话头,“氮化铝通常是纤锌矿结构,但有没有可能在特定条件下,形成某种亚稳態的晶体变体?”
观察室里安静了几秒。约翰·陈打破了沉默:“理论上可能,但需要极端条件,高压、高温,或者强烈的电场作用。我们的沉积过程根本不具备这些条件。”
林薇没有立即回应。她的目光在几个屏幕间移动:原子力显微镜图像、x射线衍射图谱、沉积过程的实时监控数据……突然,她注意到一个细节。
“功率波动发生的確切时间点,与沉积层的对应关係是什么?”她问操作员。
技术人员调出时间同步数据。屏幕上,沉积过程的参数曲线与薄膜生长的模擬图像並列显示。那条代表电源功率的蓝色曲线,在某个时刻突然下凹,隨即恢復。
“波动发生在沉积进行到第47纳米厚度时。”技术人员用光標標记位置,“对应的是薄膜生长中期。”
林薇放大那个时间点的所有传感器数据。温度、压力、气体流量、等离子体密度……在功率波动的0.3秒內,几乎所有参数都发生了同步的微小变化。
但有一个参数例外。
“衬底偏压。”林薇指著一条几乎保持水平的红色曲线,“为什么衬底偏压没有变化?”
衬底偏压是沉积过程中施加在硅片上的直流电压,用於吸引离子、控制薄膜的致密性和应力。通常,它应该与等离子体功率联动调节。
约翰·陈凑近屏幕:“偏压电源是独立控制的……等等,这里有问题。”
他调出偏压电源的详细日誌。在功率波动的同一时刻,偏压电源的记录显示:“外部干扰检测,自动切换至缓衝模式。”
“缓衝模式?”林薇皱眉。
“我们的偏压电源有智能保护功能。”电源工程师解释道,“如果检测到来自电网或设备內部的异常干扰,它会自动切换到一个隔离变压器缓衝迴路,避免干扰传递到样品。但在切换过程中,输出电压会有一个极短暂的……相位漂移。”
相位漂移。林薇的脑海里突然闪过一个念头。
“把功率波动前后0.5秒的偏压波形完整数据调出来。”她的声音变得急促,“最高採样率的那组。”
数据被提取出来。在高速採集模式下,原本平滑的直流偏压曲线,显示出肉眼难以察觉的细节,在功率波动的瞬间,偏压信號上叠加了一个高频振盪,频率大约在1.2兆赫兹,振幅很小,只持续了五个周期。
“1.2兆赫兹……”林薇喃喃道,手指在虚擬键盘上快速计算,“这个频率对应的波长……在氮化铝中的传播特性……”
她突然停下,抬头看向约翰·陈:“我需要立即联繫华夏芯谷。现在。”
二十分钟后,一场跨越海峡的视频会议紧急召开。
华夏芯谷这边,陈醒、章晴、金秉洙聚集在euv光源实验室的会议室。宝岛这边,林薇、约翰·陈和宝积电的技术团队在线。
“陈总,请章晴描述一下13.52nm异常光谱峰的特徵。”林薇开门见山。
章晴在视频那头调出数据:“异常峰出现在13.52nm波长,比標准的13.5nm偏移0.02nm。持续时间不等,从0.2秒到0.5秒,出现时间隨机,没有明显规律。光谱半高宽比正常峰略窄,强度约为正常euv辐射的千分之三。”
“0.02nm偏移……”林薇重复这个数字,“对应多少能量差?”
“大约0.014电子伏特。”章晴回答。
林薇转向宝积电的电源工程师:“你们偏压电源的高频振盪频率是1.2兆赫兹。如果这个振盪通过某种机制耦合到等离子体中,可能產生什么效应?”
工程师愣住了:“理论上……高频振盪可能激发等离子体中的特定波模,產生参数共振。但这需要非常精確的频率匹配,而且我们的振盪振幅太小,不足以產生可观测的效应……”
“除非有放大机制。”陈醒的声音从扬声器传来,他一直在沉默地听,“林薇,你是不是怀疑,宝积电沉积设备的电源干扰,和『追光二期』的光谱异常,有共同的物理根源?”
“我需要验证一个假设。”林薇调出两份数据並列显示,左边是euv异常光谱的时间序列,右边是宝积电沉积过程的完整监控记录,“章晴,你们能精確测量异常光谱出现的时间吗?精確到毫秒级。”