?第二十一章一步之遙

    透過(guò)機(jī)器自帶的顯微觀察鏡，張億誠(chéng)看到，博士通過(guò)機(jī)器上的自動(dòng)化裝置把已經(jīng)完成曝光的晶圓轉(zhuǎn)移到下一個(gè)盛有液體的器皿中，稍微進(jìn)行浸潤(rùn)，不可思議的現(xiàn)象發(fā)生了：光刻膠上可溶解區(qū)域被化學(xué)顯影劑溶解，只留下剛才未曝光的圖形留在了晶圓表面?！斑@就是顯影”博士的提醒聲傳來(lái)，然后博士換了一個(gè)更高分辨率的顯微鏡口“這個(gè)時(shí)候你還需要對(duì)顯影后檢查來(lái)確定光刻膠圖形的質(zhì)量。找出光刻膠有質(zhì)量問題的晶圓片，如果發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量問題的要立即糾正，否則晶圓一旦被錯(cuò)誤刻蝕，就會(huì)成為廢品，白白浪費(fèi)原料，而跳出來(lái)的有光刻膠質(zhì)量問題的晶圓可以通過(guò)別的方法去除表面的光刻膠在從新加工?！?br/>
    等到博士確認(rèn)機(jī)器內(nèi)曝光定影后的晶圓沒有質(zhì)量問題后，又放入下一個(gè)烘箱中“這個(gè)步驟的烘培叫做堅(jiān)膜烘培，我們需要揮發(fā)掉定影時(shí)存留的光刻膠容積，這樣可以提高光刻膠對(duì)晶圓表面的粘附性，通過(guò)我們穩(wěn)固光刻膠，為下面的刻蝕和離子注入過(guò)程打下基礎(chǔ)?！?br/>
    “那么博士這樣的烘培需要什么樣的條件？”這個(gè)時(shí)候一貫打醬油的老富蘭克林湊了一句。

    教授以一種看傻子的眼光瞥了老富蘭克林一眼并沒有回答老富蘭克林的問題，答案很簡(jiǎn)單此時(shí)博士正在調(diào)烘培溫度和時(shí)間的按鈕。

    “由于我們采購(gòu)的是已經(jīng)經(jīng)過(guò)外延生產(chǎn)、氧化、淀積后的半成品，所以我們就可以直接進(jìn)行刻蝕了，我們需要在制作各個(gè)功能塊的器件結(jié)構(gòu)時(shí)，將多余的材料如在氧化化時(shí)產(chǎn)生的sio2、淀積中產(chǎn)生的金屬、絕緣體、半導(dǎo)體等刻蝕掉?！?br/>
    這個(gè)時(shí)候已經(jīng)經(jīng)過(guò)曝光、顯影、定影合格后的硅晶圓轉(zhuǎn)移到另外一臺(tái)超大型櫥柜式標(biāo)有濕法刻蝕的機(jī)器中，中間是一扇推拉式的小門，打開門，張億誠(chéng)感覺有點(diǎn)像前世中的柜式電冰箱，略顯厚重的門上布滿了各種標(biāo)識(shí)的元器件，柜子里是一個(gè)個(gè)固定底部自動(dòng)流轉(zhuǎn)的環(huán)形水槽，兩兩相對(duì)的水槽中間是各個(gè)挑桿，挑桿是通過(guò)齒輪完全的連在一起，這樣當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，挑桿會(huì)起起伏伏的向前走動(dòng)，這樣掛在挑桿上的晶圓會(huì)因?yàn)樘魲U的上下起伏和向前的走動(dòng)，帶動(dòng)放在挑桿機(jī)器臂上的晶圓而深入不同的腐蝕液中，水槽中又有一些張億誠(chéng)也不知道的微型機(jī)器在工作，隨著各個(gè)水槽長(zhǎng)度的不同，晶圓會(huì)在不同的水槽中接受時(shí)間不等的處理。

    博士對(duì)蝕刻的各個(gè)參數(shù)又是好一番校對(duì)，最終關(guān)上機(jī)器的門然后啟動(dòng)了電源，這次老富蘭克林沒有在問什么，博士自動(dòng)把目的說(shuō)了出來(lái)“這是對(duì)在顯影后除去沒有曝光光刻膠保護(hù)的凹進(jìn)去的氧化硅緊接著是把光刻膠溶解掉，氧化硅完全腐蝕掉后，這個(gè)時(shí)候微處理器芯片一層表面的三維視圖已經(jīng)成型，后面還需要對(duì)凹槽離子注入進(jìn)行摻雜?！?br/>
    時(shí)間過(guò)去了半個(gè)小時(shí)，按照預(yù)定的設(shè)定，機(jī)器終于停了下來(lái)，迪爾博士把已經(jīng)完成刻蝕的硅晶片取出一個(gè)放在顯微鏡下對(duì)刻蝕的效果做評(píng)估，大致看上去沒有明顯缺陷的將近入下一步的流程中。在沒有發(fā)現(xiàn)有明顯缺陷后，準(zhǔn)備開始下一步的工序。

    博士把完成刻蝕、去光刻膠清洗后的硅晶片，放入離子注入機(jī)，這機(jī)器以前張億誠(chéng)倒是見過(guò)也用過(guò)，原理就是先把要對(duì)凹形內(nèi)要摻雜物質(zhì)如硼、磷或者砷之類先離子化；在利用質(zhì)量分離器取出需要的雜質(zhì)離子，分離器中裝有磁體和屏蔽層，由于質(zhì)量，電量的不同不需要的離子將被磁場(chǎng)分離，并且被屏蔽層吸收掉，有點(diǎn)類是鐵礦石選礦機(jī)的工作原理，只是更微型化。通過(guò)磁場(chǎng)中的加速，離子會(huì)被加速到一個(gè)很高的速度，專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫能級(jí)；這時(shí)通過(guò)特殊的裝置這些離子會(huì)聚成離子束，在掃描系統(tǒng)控制下，離子束高速轟擊在注入室的硅晶片上，這個(gè)時(shí)候sio2被刻蝕掉的凹形區(qū)里，離子直接射入襯底材料（高存硅）的晶體中、不需要的離子通過(guò)別的裝備被引走，就形成了摻雜區(qū)，這個(gè)時(shí)候的摻雜區(qū)還很薄，就要在機(jī)器中對(duì)此時(shí)的晶圓在惰性氣體中進(jìn)行退火處理，高熱會(huì)使分子原子自由劇烈運(yùn)動(dòng)使原來(lái)因?yàn)閯×易矒舳频墓杈г踊氐皆瓉?lái)的位置，而雜志會(huì)往更深處運(yùn)動(dòng)就形成了p阱推進(jìn)，達(dá)到技術(shù)的要求。

    也許實(shí)在是分不開精神，博士從開始把硅晶圓放入離子機(jī)就一直沒有處于沉默狀態(tài)，專心致志的與手上的離子機(jī)打著交道，老富蘭克林也目不轉(zhuǎn)睛的看著博士的操作。他在等待著博士的接下來(lái)的解說(shuō)，但是遺憾的是博士一直處于忙碌的狀態(tài)中。張億誠(chéng)和迪爾博士之所以帶富蘭克林進(jìn)來(lái)也就已經(jīng)和他簽好協(xié)議，準(zhǔn)備培養(yǎng)他做生產(chǎn)部門的負(fù)責(zé)人，他從事于電子行業(yè)也有幾十年有一定的基礎(chǔ)。等到博士完全的忙完，才像他們做了說(shuō)明，張億誠(chéng)雖然知道原理但是與目前的實(shí)際相互驗(yàn)證反而理解的比老富蘭克林還深刻。（作者注：現(xiàn)在知道為什么叫半導(dǎo)體了吧，高存硅本身是不導(dǎo)電的，但是這一步驟經(jīng)過(guò)稍微離子注入摻雜后，導(dǎo)電就非常強(qiáng)了。）

    教授開始介紹下一步“離子注入完成后我們就需要在整個(gè)的表面通過(guò)氧化和淀積法再次形成一層的sio2絕緣層，然后通過(guò)外延生長(zhǎng)沉積一層si3n4（氮化硅）這時(shí)一個(gè)循環(huán)就算完成，后續(xù)的工作定義nmos管和pmos管的有源區(qū)等和剛才我們的p阱光刻是同一個(gè)步驟，只須照著圖紙的說(shuō)明就可以做出具有邏輯回路的大規(guī)模集成電路，僅僅最后的金屬濺射和形成金屬層使之能夠形成連接各個(gè)邏輯定義區(qū)域的接觸線和形成焊盤稍微有些麻煩。所以下面重復(fù)的操作我將不做說(shuō)明，你們仔細(xì)看，然后有實(shí)在不明白的在提問，ok？”

    張億誠(chéng)和富蘭克林同時(shí)回答道“noproblemsir!”

    這技術(shù)難寫，好在原理寫出來(lái)了，如果大家有想知道細(xì)節(jié)的，我在書評(píng)給你們回答！