當時的成果之一便是激光坐標測量儀。日立制作所訂購了我們的第一臺機器。激光坐標測量儀就是可以測量至0.1微米(1微米等于一百萬分之一米)的精密儀器。主要是半導體制造過程中,在將纖細的電路嵌入硅板時,用來檢測光掩膜板。
1970年前后,日本國內的半導體產業(yè)開始發(fā)展,伴隨對主板集成度要求的提高,對精密測量儀的需求也與日俱增。日本光學界此時擁有通過刻線機(就是在玻璃表面,每1毫米刻入1 000條線來制造分光器折射光柵的設備)衍生出來的超精密技術,再安裝新近研發(fā)出來的光電顯微鏡,使專門用來測量集成電路(IC)的儀器走向了產業(yè)化。
當時拿到日立公司的訂單并不順利,我記得我們的報價是
2 000萬日元,這個價格開始在日立的預算申請會議上并沒有通過。我十分感謝當時日立方面的決策者,他并沒有輕易放棄,為了說服董事局,他讓我繪制一份產品的工作原理圖給他。
而且,就在董事局會議當天的早上,為以防萬一,他還告訴我如果形勢不利,他就從會議室直接給我打電話咨詢。“對不起,吉田先生,您能否在直撥電話前等著?”他問。于是,我那天就一直忐忑不安地坐在那部電話前,不知道會面臨一個什么樣的結果。當時的心情我至今依然清楚地記得。還好,第二次的預算申請通過了,我們順利與日立簽訂了合同。
這臺激光坐標測量儀的反響非常好,富士通、三菱電機、東京芝浦電氣(現(xiàn)在的東芝)也相繼下了訂單。當時的我,只有定制、單品生產的經驗,因此看到一種產品帶來這么多訂單,自然十分高興。
這樣,一連串的訂單,從各種精密測量儀到光掩膜板的自動檢測機等相關器械的開發(fā),成為我們深入半導體產業(yè)的契機。
關于激光坐標測量儀,我還有一段難忘的回憶。
在工業(yè)技術院電氣實驗所(現(xiàn)在的產業(yè)技術綜合研究所),有一個研究室正在嘗試制造當時最高端的半導體用電子射線曝光設備。因為他們的設備不能同時滿足測量位置與測量精度的要求,他們希望我們能幫忙想辦法將激光坐標測量儀安裝到上面。當時研究室的室長,正是垂井康夫先生。
那時的垂井康夫先生作為“新銳派研究室室長”十分出名。滴酒不沾、做事認真的他在業(yè)內口碑極好。所以在知悉了垂井先生的要求后,我馬上趕到他的研究室進行詳細商談,并遞上了報價單。
很遺憾,報價沒能通過。于是我就拿著設計圖和零部件來到實驗所介紹的高橋精機公司。這家公司的工廠就在我老家流野川(東京都北區(qū)),我拜托那里的社長將機器先生產了出來,然后拿給垂井先生看,他非常高興。
作為特別定制的產品,這種機器得到了研究室的接受和認可?;仡^來看,當時我的舉動為日后的發(fā)展播下了種子。垂井先生于1976年擔任超LSI(大規(guī)模集成電路)技術研究組合共同研究所的所長。隨后,超LSI技術研究所決定將國產第一臺半導體曝光設備(步進機)的開發(fā)任務交給日本光學。
集成電路技術正式登上世界舞臺是1958年。就像英特爾公司的創(chuàng)始人之一的戈登·摩爾在1965年所說的,集成電路上可容納的晶體管數(shù),每隔2年便會增加一倍(也叫摩爾定律),集成電路的制造方法也在發(fā)生變化。
之前的主流生產方式是,將繪有電路圖的光罩(原板)貼在硅板(基板)上,直接嵌入。后來細節(jié)上有了改進,出現(xiàn)了“將原板上的電路圖通過鏡頭,縮小至1/10或者1/5投影在基板上”的提議。實際操作起來,就是將原板固定,步進狀前后左右移動基板以嵌入電路。這套設備名為“步進機”。