当时的成果之一便是激光坐标测量仪。日立制作所订购了我们的第一台机器。激光坐标测量仪就是可以测量至0.1微米(1微米等于一百万分之一米)的精密仪器。主要是半导体制造过程中,在将纤细的电路嵌入硅板时,用来检测光掩膜板。
1970年前后,日本国内的半导体产业开始发展,伴随对主板集成度要求的提高,对精密测量仪的需求也与日俱增。日本光学界此时拥有通过刻线机(就是在玻璃表面,每1毫米刻入1 000条线来制造分光器折射光栅的设备)衍生出来的超精密技术,再安装新近研发出来的光电显微镜,使专门用来测量集成电路(IC)的仪器走向了产业化。
当时拿到日立公司的订单并不顺利,我记得我们的报价是
2 000万日元,这个价格开始在日立的预算申请会议上并没有通过。我十分感谢当时日立方面的决策者,他并没有轻易放弃,为了说服董事局,他让我绘制一份产品的工作原理图给他。
而且,就在董事局会议当天的早上,为以防万一,他还告诉我如果形势不利,他就从会议室直接给我打电话咨询。“对不起,吉田先生,您能否在直拨电话前等着?”他问。于是,我那天就一直忐忑不安地坐在那部电话前,不知道会面临一个什么样的结果。当时的心情我至今依然清楚地记得。还好,第二次的预算申请通过了,我们顺利与日立签订了合同。
这台激光坐标测量仪的反响非常好,富士通、三菱电机、东京芝浦电气(现在的东芝)也相继下了订单。当时的我,只有定制、单品生产的经验,因此看到一种产品带来这么多订单,自然十分高兴。
这样,一连串的订单,从各种精密测量仪到光掩膜板的自动检测机等相关器械的开发,成为我们深入半导体产业的契机。
关于激光坐标测量仪,我还有一段难忘的回忆。
在工业技术院电气实验所(现在的产业技术综合研究所),有一个研究室正在尝试制造当时最高端的半导体用电子射线曝光设备。因为他们的设备不能同时满足测量位置与测量精度的要求,他们希望我们能帮忙想办法将激光坐标测量仪安装到上面。当时研究室的室长,正是垂井康夫先生。
那时的垂井康夫先生作为“新锐派研究室室长”十分出名。滴酒不沾、做事认真的他在业内口碑极好。所以在知悉了垂井先生的要求后,我马上赶到他的研究室进行详细商谈,并递上了报价单。
很遗憾,报价没能通过。于是我就拿着设计图和零部件来到实验所介绍的高桥精机公司。这家公司的工厂就在我老家流野川(东京都北区),我拜托那里的社长将机器先生产了出来,然后拿给垂井先生看,他非常高兴。
作为特别定制的产品,这种机器得到了研究室的接受和认可。回头来看,当时我的举动为日后的发展播下了种子。垂井先生于1976年担任超LSI(大规模集成电路)技术研究组合共同研究所的所长。随后,超LSI技术研究所决定将国产第一台半导体曝光设备(步进机)的开发任务交给日本光学。
集成电路技术正式登上世界舞台是1958年。就像英特尔公司的创始人之一的戈登·摩尔在1965年所说的,集成电路上可容纳的晶体管数,每隔2年便会增加一倍(也叫摩尔定律),集成电路的制造方法也在发生变化。
之前的主流生产方式是,将绘有电路图的光罩(原板)贴在硅板(基板)上,直接嵌入。后来细节上有了改进,出现了“将原板上的电路图通过镜头,缩小至1/10或者1/5投影在基板上”的提议。实际操作起来,就是将原板固定,步进状前后左右移动基板以嵌入电路。这套设备名为“步进机”。