到这里,经过一系列的打磨和刻蚀之后,硅片表面已经很光滑了,但用来制造芯片还不够光滑,因为在之后需要光刻机把图形投影到硅片上。
光刻投影可以类比投影看电影,如果投影幕布不够平整,有起伏的倾角或者局部的凹凸,那投射上去的影像就会变形失真,影响观看体验。
在光刻时硅片就相当于幕布,光刻的图像尺寸和精度都是纳米级的,所以要求硅片表面是一个完美的平面,一点点起伏参差或者局部凹凸都会影响光刻效果。
根据资料中的建议,12寸硅片的整体平整度要小于60纳米,这相当于在电影院挂一块IMAX幕布,幕布起伏比一根头发丝还要细,为了达到这种极致的平坦,需要对硅片进行第8步:化学机械抛光,简称CMP。
这一步是结合了物理和化学的理综型抛光手段,具体做法是将硅片装在旋转的抛光仪器上,下方表面薄层会先被研磨液化学氧化,再被抛光垫物理打磨,这一步硅片厚度会再打薄5微米左右,直到被抛光成完美的镜面,这样就得到了一枚抛光片。
这一步最复杂,陈地忠虽然找到了化学机械抛光机,但是还要调配适合的抛光液,抛光液中包括研磨料、PH值调配剂、氧化剂、分散剂和表面活性剂,这就把陈地忠难住了,只能草草了事。
第9步:湿法清洗。
用去离子水和各种化学溶剂进行清洗,去掉制程中黏附在硅片表面的各种尘埃和杂质,这些颗粒物会影响芯片的制造流程,造成器件的短路或者开路。
除了要严格地控制污染物密度之外,其颗粒大小往往不能超过特征尺寸的一半。
所以在先进制程中,能允许的单个颗粒物直径最多只有几纳米。
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