第68章 参观晶圆厂流水线（下）

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“我不知道你们对半导体工艺具体了解多少，在这里我就直接来解释了。”左为民指着一堆外界看不到的白色仪器说道：“这里做的是硅片清洁工作。”

所谓光刻，具体可以分为七个步骤，其中包含四次处理，三次烘焙。

第一步是硅片表面预处理，首先对基底表面进行清洁工作，使用超纯水再次对基底表面进行冲洗，彻底清除吸附在硅片表面的其它化学物质，以及上一道工序中的残留物和金属离子。

当然预处理不仅是清洁，还需要使用HMDS（六甲基二硅胺烷）对整张硅片进行熏蒸，对它进行一道整体的脱水工作，将硅表面的亲水羟基替换为疏水基，就像镀了一层油膜一般。

这一步也被称为增黏处理，以保证光刻胶能在硅片表面均匀涂布。

第二步就是旋转涂胶了，首先将硅片架在旋转的机械结构上，在硅片中心滴入光刻胶，通过高速旋转，使用离心力将光刻胶均匀摊布在硅片表面上，可以想象成摊煎饼果子那种感觉，而这也是硅片为什么要做成圆形的根本原因。

这一步的难点在于旋转机械结构上，首先通过高速转动彻底将光刻胶摊开，接下来再是通过低速旋转稳定光刻胶的整体厚度，以保证不会因为光刻胶太薄而在之后出现过度蚀刻现象。

最后在硅片边缘进行溶剂喷洒，清除边缘部分的光刻胶，毕竟边角料是不需要的东西，与其做好边角料的利用工作，不如将重心投入整体良率提升上。

第三步则是前烘步骤，使用100摄氏度的热风，对光刻胶进行烘烤处理，这一步的目的是为了蒸发光刻胶中残留的溶剂，提高光刻胶附着的稳定性。

当光刻胶均匀分布且通过验证后，便送往真正的光刻机中，进行第四个步骤——对准与曝光。

光刻机整体由三部分组成，即是光源、透镜组以及硅片工作台。

首先将硅片送入工作台中，进行对准和调平工作，以确保硅片分毫不差地与透镜组保持焦距和相对位置。

接下来是曝光工作，这个年代光刻机普遍还在使用I类光源，即短弧超高压汞灯。I类光源的发光原理很简单：汞蒸气内电弧放电，汞原子最外层电子受到激发从而跃迁，落回后放出光子，其光源波长大约在436nm左右。

使用这种光对光刻胶表面进行处理后，部分光刻胶将会因为光照而改变化学性质，方便后续步骤进行处理。

但在处理之前，还需要通过第五道工序，后烧。

将硅片进行加热，让光化学胶中的光反应充分完成，以弥补曝光强度不足的问题，同时还能减少显影后因回驻波效应所带来的纹路现象。

接下来便是第六个步骤，显影和清洗。

使用超纯水浸润硅片，将显影液，也就是四甲基氢氧化铵均匀喷洒在光刻胶表面，让曝光部分充分溶解，最后使用超纯水冲洗光刻胶，留下与光掩模设计一致的坑道。

第七步则是沉积，按照顺序在硅片表面不同部分沉积杂质，层层刻蚀堆叠，在一张硅片上创造出数十亿记个PN二极管。

当然这并不算完，一张光掩模想要完整造出芯片雏形无疑是痴人说梦，为了保证工业效率，在这三步需要至少数台光刻机循环反复进行数千次曝光，一张5英寸的硅片才能初步产出两百到三百张左右的芯片雏形。

这些芯片雏形还要进行测量检查，使用显微镜，乃至是电子显微镜进行初步检查，例如它的光刻胶膜厚，套刻精度，以及其它关键尺寸等。