第二十一章 一步之遥

    第二十一章一步之遥

    透过机器自带的显微观察镜，张亿诚看到，博士通过机器上的自动化装置把已经完成曝光的晶圆转移到下一个盛有液体的器皿中，稍微进行浸润，不可思议的现象发生了：光刻胶上可溶解区域被化学显影剂溶解，只留下刚才未曝光的图形留在了晶圆表面。“这就是显影”博士的提醒声传来，然后博士换了一个更高分辨率的显微镜口“这个时候你还需要对显影后检查来确定光刻胶图形的质量。找出光刻胶有质量问题的晶圆片，如果发现有质量问题的要立即纠正，否则晶圆一旦被错误刻蚀，就会成为废品，白白浪费原料，而跳出来的有光刻胶质量问题的晶圆可以通过别的方法去除表面的光刻胶在从新加工。”

    等到博士确认机器内曝光定影后的晶圆没有质量问题后，又放入下一个烘箱中“这个步骤的烘培叫做坚膜烘培，我们需要挥发掉定影时存留的光刻胶容积，这样可以提高光刻胶对晶圆表面的粘附性，通过我们稳固光刻胶，为下面的刻蚀和离子注入过程打下基础。”

    “那么博士这样的烘培需要什么样的条件？”这个时候一贯打酱油的老富兰克林凑了一句。

    教授以一种看傻子的眼光瞥了老富兰克林一眼并没有回答老富兰克林的问题，答案很简单此时博士正在调烘培温度和时间的按钮。

    “由于我们采购的是已经经过外延生产、氧化、淀积后的半成品，所以我们就可以直接进行刻蚀了，我们需要在制作各个功能块的器件结构时，将多余的材料如在氧化化时产生的SIO2、淀积中产生的金属、绝缘体、半导体等刻蚀掉。”

    这个时候已经经过曝光、显影、定影合格后的硅晶圆转移到另外一台超大型橱柜式标有湿法刻蚀的机器中，中间是一扇推拉式的小门，打开门，张亿诚感觉有点像前世中的柜式电冰箱，略显厚重的门上布满了各种标识的元器件，柜子里是一个个固定底部自动流转的环形水槽，两两相对的水槽中间是各个挑杆，挑杆是通过齿轮完全的连在一起，这样当电机转动时，挑杆会起起伏伏的向前走动，这样挂在挑杆上的晶圆会因为挑杆的上下起伏和向前的走动，带动放在挑杆机器臂上的晶圆而深入不同的腐蚀液中，水槽中又有一些张亿诚也不知道的微型机器在工作，随着各个水槽长度的不同，晶圆会在不同的水槽中接受时间不等的处理。

    博士对蚀刻的各个参数又是好一番校对，最终关上机器的门然后启动了电源，这次老富兰克林没有在问什么，博士自动把目的说了出来“这是对在显影后除去没有曝光光刻胶保护的凹进去的氧化硅紧接着是把光刻胶溶解掉，氧化硅完全腐蚀掉后，这个时候微处理器芯片一层表面的三维视图已经成型，后面还需要对凹槽离子注入进行掺杂。”

    时间过去了半个小时，按照预定的设定，机器终于停了下来，迪尔博士把已经完成刻蚀的硅晶片取出一个放在显微镜下对刻蚀的效果做评估，大致看上去没有明显缺陷的将近入下一步的流程中。在没有发现有明显缺陷后，准备开始下一步的工序。

    博士把完成刻蚀、去光刻胶清洗后的硅晶片，放入离子注入机，这机器以前张亿诚倒是见过也用过，原理就是先把要对凹形内要掺杂物质如硼、磷或者砷之类先离子化；在利用质量分离器取出需要的杂质离子，分离器中装有磁体和屏蔽层，由于质量，电量的不同不需要的离子将被磁场分离，并且被屏蔽层吸收掉，有点类是铁矿石选矿机的工作原理，只是更微型化。通过磁场中的加速，离子会被加速到一个很高的速度，专业术语叫能级；这时通过特殊的装置这些离子会聚成离子束，在扫描系统控制下，离子束高速轰击在注入室的硅晶片上，这个时候SIO2被刻蚀掉的凹形区里，离子直接射入衬底材料（高存硅）的晶体中、不需要的离子通过别的装备被引走，就形成了掺杂区，这个时候的掺杂区还很薄，就要在机器中对此时的晶圆在惰性气体中进行退火处理，高热会使分子原子自由剧烈运动使原来因为剧烈撞击而偏移的硅晶原子回到原来的位置，而杂志会往更深处运动就形成了P阱推进，达到技术的要求。

    也许实在是分不开精神，博士从开始把硅晶圆放入离子机就一直没有处于沉默状态，专心致志的与手上的离子机打着交道，老富兰克林也目不转睛的看着博士的cao作。他在等待着博士的接下来的解说，但是遗憾的是博士一直处于忙碌的状态中。张亿诚和迪尔博士之所以带富兰克林进来也就已经和他签好协议，准备培养他做生产部门的负责人，他从事于电子行业也有几十年有一定的基础。等到博士完全的忙完，才像他们做了说明，张亿诚虽然知道原理但是与目前的实际相互验证反而理解的比老富兰克林还深刻。（作者注：现在知道为什么叫半导体了吧，高存硅本身是不导电的，但是这一步骤经过稍微离子注入掺杂后，导电就非常强了。）

    教授开始介绍下一步“离子注入完成后我们就需要在整个的表面通过氧化和淀积法再次形成一层的SIO2绝缘层，然后通过外延生长沉积一层SI3N4（氮化硅）这时一个循环就算完成，后续的工作定义NMOS管和PMOS管的有源区等和刚才我们的P阱光刻是同一个步骤，只须照着图纸的说明就可以做出具有逻辑回路的大规模集成电路，仅仅最后的金属溅射和形成金属层使之能够形成连接各个逻辑定义区域的接触线和形成焊盘稍微有些麻烦。所以下面重复的cao作我将不做说明，你们仔细看，然后有实在不明白的在提问，OK？”

    张亿诚和富兰克林同时回答道“NOPROBLEMSIR!”

    这技术难写，好在原理写出来了，如果大家有想知道细节的，我在书评给你们回答！