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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1oo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。
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