第68章 參觀晶圓廠流水線（下）(第1/2頁)

“我不知道你們對半導體工藝具體瞭解多少，在這裡我就直接來解釋了。”左為民指著一堆外界看不到的白色儀器說道：“這裡做的是矽片清潔工作。”

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。

第一步是矽片表面預處理，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，徹底清除吸附在矽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（六甲基二矽胺烷）對整張矽片進行燻蒸，對它進行一道整體的脫水工作，將矽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，以保證光刻膠能在矽片表面均勻塗布。

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

這一步的難點在於旋轉機械結構上，首先透過高速轉動徹底將光刻膠攤開，接下來再是透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。

最後在矽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。

當光刻膠均勻分佈且透過驗證後，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、透鏡組以及矽片工作臺。

首先將矽片送入工作臺中，進行對準和調平工作，以確保矽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，還需要透過第五道工序，後燒。

將矽片進行加熱，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，同時還能減少顯影后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。

使用超純水浸潤矽片，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，按照順序在矽片表面不同部分沉積雜質，層層刻蝕堆疊，在一張矽片上創造出數十億記個PN二極體。

當然這並不算完，一張光掩模想要完整造出晶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臺光刻機迴圈反覆進行數千次曝光，一張5英寸的矽片才能初步產出兩百到三百張左右的晶片雛形。

這些晶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，確認晶片是否能夠正常工作。