苏硅的5条芯片生产线,IGBT与MCU芯片各占两条,另一条为45纳米座舱芯片,从流片成功至今从未停过,其中利润最高的是座舱芯片,MCU利润最低,技术难度不高。
路阳最终还是选择暂停其中一条MCU芯片生产线,用来改造升级。
王顺和带着路阳与海思众人来到生产线,
“路总、何总,这台便是用来生产MCU芯片的光刻机,已经连续三个月运行了,良品率一直在95%以上,设备各方面情况都比较稳定,没有出现过大问题。”
看着净室内的光刻机,海思众人双眼放光,这还是他们第一次如此近距离的见到光刻机。
浸润式光刻机的原理并不复杂,一句话概括就是以紫外光作为刀头,在晶圆上进行成像。
在光刻机内部,紫外光从照明模组内部发出,射过掩膜板,穿过投影物镜模组中的大镜头,再经过浸润式光刻模组中的那滴水,最终到达晶圆表面,对晶圆进行成像。
在成像过程中,晶圆的温度会不断升高,所以需要一股不断流动的水对晶圆降温,而这股流动的水又必须像镜片一样光滑,不能有任何的扰动,一丁点的扰动都会使整片晶圆报废。
把一股流动的水做成光学镜头,光是想象都知道有多难,其工艺精度不亚于镜片的打磨。
水中的金属离子会影响器件的阈值电压,溶解气体会干扰硅片的氧化覆膜,细菌有机物会导致PN结的短路漏电,细小颗粒物会造成硅片表面缺陷,所以能接触硅片的就必须是超纯水。
没有金属离子,没有细小颗粒,没有细菌与溶解气体,只有氢氧元素组成的水就是超纯水。
目前全世界最纯净的水就被称为半导体级超纯水,它的各项指标比医用无菌注射水还要严格数百倍。
王顺和开始给众人介绍超纯水的过程,这里面至少要经过三个阶段。
第一步,自来水净化,成为纯净水,纯水超净化,成为超纯水,第一阶段又叫水质预处理,使用多介质过滤器与超滤设备来去除水中的绝大部分颗粒物,悬浮物和胶体,最后还要加活性碳过滤器来吸附有机物或者亚硫酸氢钠。
第二步,主处理过滤,除了前面的多种设备过滤外,还包括紫外灯照射灭菌氧化分解有机物,连续电解除盐技术解决水中剩余的阴阳离子,最后用真空出气机和多级脱气膜来去除水中的各类溶解气体。
通过前两步得到的水需要存储在充满氮气的水槽中,这个级别的水已经接近于医用级别,但对半导体芯片来说还远远不够。
第三步,水的精致处理,这一步其实就是前两步的梅开二度,把之前出现过的各种净水装置集结在一个管道系统中,让纯水在其中高速循环,再来亿遍,确保纯水成为超纯水,并且一直需要保持循环。
这三步下来,自来水大概要损失3至4成水量,耗能大户并非浪得虚名。
这么精贵的水,不仅要用来做湿法清洗,还包括了浸没式光刻,配置刻蚀溶液,化学机械抛光,硅片切割降温等等。
相同的设备与工艺流程搬到的不同的地方,可能导致生产良率与芯片质量的不同,业内常开玩笑说芯片厂很玄学,牵扯到风水问题,当然这个风水不是玄学。