第68章 參觀晶圓廠流水線(下)

「我不知道你們對半導體工藝具體了解多少,在這里我就直接來解釋了。」左為民指著一堆外界看不到的白色儀器說道︰「這里做的是 片清潔工作。」

所謂光刻,具體可以分為七個步驟,其中包含四次處理,三次烘焙。

第一步是 片表面預處理,首先對基底表面進行清潔工作,使用超純水再次對基底表面進行沖洗,徹底清除吸附在 片表面的其它化學物質,以及上一道工序中的殘留物和金屬離子。

當然預處理不僅是清潔,還需要使用HMDS(六甲基二 胺烷)對整張 片進行燻蒸,對它進行一道整體的月兌水工作,將 表面的親水羥基替換為疏水基,就像鍍了一層油膜一般。

這一步也被稱為增黏處理,以保證光刻膠能在 片表面均勻涂布。

第二步就是旋轉涂膠了,首先將 片架在旋轉的機械結構上,在 片中心滴入光刻膠,通過高速旋轉,使用離心力將光刻膠均勻攤布在 片表面上,可以想象成攤煎餅果子那種感覺,而這也是 片為什麼要做成圓形的根本原因。

這一步的難點在于旋轉機械結構上,首先通過高速轉動徹底將光刻膠攤開,接下來再是通過低速旋轉穩定光刻膠的整體厚度,以保證不會因為光刻膠太薄而在之後出現過度蝕刻現象。

最後在 片邊緣進行溶劑噴灑,清除邊緣部分的光刻膠,畢竟邊角料是不需要的東西,與其做好邊角料的利用工作,不如將重心投入整體良率提升上。

第三步則是前烘步驟,使用100攝氏度的熱風,對光刻膠進行烘烤處理,這一步的目的是為了蒸發光刻膠中殘留的溶劑,提高光刻膠附著的穩定性。

當光刻膠均勻分布且通過驗證後,便送往真正的光刻機中,進行第四個步驟——對準與曝光。

光刻機整體由三部分組成,即是光源、透鏡組以及 片工作台。

首先將 片送入工作台中,進行對準和調平工作,以確保 片分毫不差地與透鏡組保持焦距和相對位置。

接下來是曝光工作,這個年代光刻機普遍還在使用I類光源,即短弧超高壓汞燈。I類光源的發光原理很簡單︰汞蒸氣內電弧放電,汞原子最外層電子受到激發從而躍遷,落回後放出光子,其光源波長大約在436nm左右。

使用這種光對光刻膠表面進行處理後,部分光刻膠將會因為光照而改變化學性質,方便後續步驟進行處理。

但在處理之前,還需要通過第五道工序,後燒。

將 片進行加熱,讓光化學膠中的光反應充分完成,以彌補曝光強度不足的問題,同時還能減少顯影後因回駐波效應所帶來的紋路現象。

接下來便是第六個步驟,顯影和清洗。

使用超純水浸潤 片,將顯影液,也就是四甲基氫氧化銨均勻噴灑在光刻膠表面,讓曝光部分充分溶解,最後使用超純水沖洗光刻膠,留下與光掩模設計一致的坑道。

第七步則是沉積,按照順序在 片表面不同部分沉積雜質,層層刻蝕堆疊,在一張 片上創造出數十億記個PN二極管。

當然這並不算完,一張光掩模想要完整造出芯片雛形無疑是痴人說夢,為了保證工業效率,在這三步需要至少數台光刻機循環反復進行數千次曝光,一張5英寸的 片才能初步產出兩百到三百張左右的芯片雛形。

這些芯片雛形還要進行測量檢查,使用顯微鏡,乃至是電子顯微鏡進行初步檢查,例如它的光刻膠膜厚,套刻精度,以及其它關鍵尺寸等。

另外還要通給它通電,進行最終檢查,確認芯片是否能夠正常工作。

就算是在這個年代,一張芯片上也至少有數千萬晶體管,要說它一個都不會壞,那是不可能的。在IC設計之初,往往早就對晶體管電路做過冗余設計,也就是壞個10%左右一般影響不大,實在不行就屏蔽掉一些區域。

屏蔽區域比較多的區域,就是次品,但它也能正常工作,屏蔽區域較少或者完全沒有屏蔽的芯片則是良品,則賣價較貴。

無良奸商們為了最大化利潤,于是便想出了一套妙招,將市場上的芯片進行分級。就拿英廠來說,次品芯片制成i3級別,一般一點的制成i5級別,而良品們,則通通是i7……

當然,這部分屬于是封裝上的問題了,而封裝工藝相對比較成熟,也不在葉志華團隊所考察的範圍之內。

光刻室內的所有設備和化學試劑全部依賴于進口,完全繼承于德意志東門子公司,在詳細的觀察中,葉志華和王向中均沒有發現有什麼明顯的問題存在。

這也就表明生產線的問題真的存在于淨室之外的 片制造環節污染物上。

但令王向中疑惑的是,這麼明顯的問題,為什麼遲遲都沒有人發現呢?按道理來講,就拿眼前的左為民來說,他不可能不知道氯化氫揮發物這種空氣污染對生產線的影響。

可是他為什麼對此時視若無睹呢?

在幾人離開淨室後,還未等月兌下防塵服,王向中立馬走上前,對左為民說道︰「左廠長,我想詳細了解一下近期這條生產線的試產數據。」

此時左為民還未摘下口罩,他用那雙眼楮輕輕掃了一眼年輕的王向中,一句話直接道出口︰「看數據?你以為你是誰?」

換衣區域,所有人都被這句話驚到了,紛紛側目朝此處看了過來,尤其是葉志華,臉上的表情如若一層寒霜浮現,很顯然,他也對這個所謂左廠長的態度有所不滿。

「我是水木大學專家組的王向中。」王向中並沒有因為左為民的態度而動容,反倒是繼續不卑不亢地說道。

「專家?」左為民慘然一笑,揭開口罩,露出了其下略顯蒼白的皮膚,深邃的眼窩和內曲的鷹鉤鼻。

「高中生專家嗎?有意思。」左為民的身材比王向中要高大不少,因此也是有些居高臨下地對望著。

「請你對我的學生放尊重點!」

葉志華突然大聲呵斥道,使得在場的所有人的心房微微一跳,「我們是集團董事長邀請來的專家團隊,無論如何,請你一定要予以我的學生們足夠的尊重!」

盡管王向中在這幾天表現不太好,但在葉志華眼中,學術和人品無關,他相信王向中一定是個天才人物,因而眼下必須護犢子,即使這會把這次課題給搞砸。

「氣勢不錯,就是不知道你的水平如何。」左為民冷哼一聲,雙手負在背後,僅僅是輕輕掃了葉志華一眼,便仰面看起別處來,濃濃的不屑之意赫然印在臉上。

眼看幾人就要吵起來,牛玉鵬也是臉色大變,慌忙插入幾人的對話中︰「左廠長,葉教授,你們可別吵了,大家都是深耕行業的專家級別人物,都給點面子行不行……」

「好啊,」左為民唇角勾起一抹詭異的弧度,當即也是冷笑一聲,道︰「既然你們這麼想看數據,那就隨我來檔案室吧。」

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