第311章 第一片亮起的硅(第2页)
涂胶、前烘、对准、曝光、显影、后烘……光刻这一道工序,就有七个关键步骤。每个步骤都可能失败,而一旦失败,这片晶圆就废了,三个月的等待,无数人的心血,都废了。
陈启明亲自操作光刻机。
这台六十年代的东德老设备,经过张卫东团队的改造,加装了简易的数控系统。但核心的光学系统还是原来的,解析度有限,对准精度也有限。
“掩膜版对准。”陈启明眼睛贴在显微镜上,手轻轻转动微调旋钮。
掩膜版上,是“长城1號”的全部电路图案。那是几十个工程师,用放大镜和刻刀,在玻璃板上一点一点刻出来的。最细的线条只有十微米,差不多是头髮丝直径的七分之一。
“对准完成。”陈启明直起身,揉了揉发酸的眼睛,“曝光参数?”
“能量300毫焦,时间8秒。”张卫东看著刚改造完的控制面板,“紫外灯管是新换的,强度波动在正负5%以內。”
“开始。”
紫外灯亮了,发出幽幽的紫光。八秒钟,很短。但在场所有人,都觉得这八秒钟,像一个世纪那么长。
曝光完成。晶圆被送入显影槽。
显影液是弱碱性的,会溶解未被紫外线照射的那部分胶膜,露出下面的硅。这个过程,就像洗照片,曝光的地方硬化保留,没曝光的地方溶解消失。
一分钟,轻轻摇晃。
陈启明取出晶圆,用去离子水冲洗,然后吹乾。
他再次把晶圆放到显微镜下。
所有人都围了过来,屏住呼吸。
视野里,出现了图案。
歪歪扭扭的线条,边缘不齐,有的地方宽,有的地方窄,土胶的粗糙一览无余。但是,线条是连续的!没有断线,没有短路,关键的电晶体区域、连线区域,都清晰可见。
“成了。”陈启明直起身,声音有点抖,“第一道光刻,成了。”
车间里响起一片压抑的欢呼声。但很快又安静下来,大家都明白,这只是一小步。
后面还有几十步。
蚀刻、扩散、离子注入、金属化、钝化、划片、封装、测试……每一步,都像走钢丝。
赵四下令:“按计划,二十片晶圆,全部走一遍流程。不要急,一步一个脚印。”
车间里再次忙碌起来。每个人都知道自己的岗位,都知道该做什么。三个月的高强度磨合,让这支临时组建的队伍,有了惊人的默契。
时间在流逝。
窗外的天,从漆黑转为深蓝,又透出鱼肚白。上海醒了,城市的喧囂从远处传来。但车间里的人,仿佛置身另一个世界,一个只有硅片、光刻胶、化学试剂和机器嗡鸣的世界。
上午十点,二十片晶圆全部完成了前道工序。它们躺在净化柜里,表面已经布满了复杂的电路图案,只是还看不出是晶片,要等金属化完成后,铝线把各个电晶体连接起来,才能形成完整的电路。
“金属化准备。”陈启明声音沙哑,他已经连续工作了十八个小时。
真空蒸镀机是老设备,故障率高。张卫东带著两个人,已经提前检修了三遍。
“真空度达標。”
“铝丝纯度检测通过。”
“基片温度稳定。”
“可以开始。”
铝丝在高温下蒸发,在真空环境中沉积到硅片表面,形成一层极薄的金属膜。然后,通过光刻和蚀刻,把这层膜刻成需要的连线图案。
这个过程,对温度和真空度的控制要求极高。温度差几度,真空度差一点,铝膜的附著性就会出问题,导致连线断裂或短路。
机器开始运转。透过观察窗,可以看见铝丝在高温下慢慢熔化、蒸发,在硅片表面凝结成一层银白色的薄膜。
很美,像星空。
一个小时后,第一批五片晶圆完成金属化。