UP主捡块石头搓出个CPU?恕我直言,人类做不到( 二 )


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乔赫拉尔斯基方法:专门用于获得单晶半导体(例如硅、钛和砷化铀)、金属(例如铂、铂、银、金)、盐和合成宝石的晶体生长方法 。
我们平时看到那一个个圆片的晶圆 , 这名UP直接用水果刀 , 在棒子上像“片”羊肉一样把晶圆切出来 。
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这样成片的硅晶圆有了 , 下一步才是展现实力的时候——刻:光刻和刻蚀 。
这位UP , 先是涂上一层“光刻胶” , 然后把自己的硅晶圆搬到一个小暗房 , 用紫外线等把电路图印在晶圆上 , 这样UP主就完成了土“光刻”这一步 。
那正儿八经的光刻是咋样的呢?
UP主捡块石头搓出个CPU?恕我直言,人类做不到】当我们有了刚从棒子上“片”好的晶圆 , 得先做一次无尘化处理 , 但凡一粒灰尘混进去 , 都会对硅晶圆的导电性产生影响 , 那这块晶圆基本就废了 。
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做好无尘化清洁处理 , 我们再涂上一层光刻胶 , 开始印电路图 。
为啥用光刻胶呢 , 因为它对紫外线极其敏感 。
我们拿出芯片设计阶段提前设计好的电路图掩膜 , 用强紫外线光束透过掩膜把电路图印在光刻胶上 , 第一轮光刻就算结束了
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看上去也不是很难?
那你听完我给你讲的这几个细节 。
首先是芯片制造环境 , 因为光刻胶对紫外线这种短波光极其敏感 , 普通日光灯里的紫外线也会让光刻胶提前曝光 , 所以晶圆制造的整个实验室内灯光全都是长波长的黄光 。
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这也是我们平时网上看到的制芯实验室都是“黄不拉几”的原因 , 有点像是很久以前胶片冲洗的暗房 。
说完环境 , 我们再说光刻最重要的玩意——光 。
就一个紫外线光也分类很多 , 比如UV(紫外线:Ultraviolet)光 。
目前业界使用最多的DUV(DeepUltraviolet)光 , 它的波长是193nm , 除了光刻 , DUV还被用在矫正近视眼上面 。
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而现在最牛掰的就数EUV(ExtremeUltraviolet) , 它的波长只有13.5nm 。
之所以我们能造出来越来越小制成的芯片 , 从14nm到7nm再到5nm甚至3nm , 都源于不断精进的紫外线波长 。
巧妙的是 , EUV其实还是用的DUV的光源 , 只要用DUV的光脉冲去连续两次打击液态金属锡 , 就可以激发出波长更短的EUV 。
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并且上述这些操作 , 可都是纳米级的哈 。
除此之外 , 光刻机里那些反射EUV光线的镜子也大有学问 。
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那个直径30厘米的镜子 , 用ASML的话说:
“这可能是宇宙中最平滑的人造结构” 。
它有多平呢?如果这块镜子有地球那么大 , 那它不平的地方也就一根头发丝的厚度 。
光刻结束以后 , 下一步就是刻蚀了 。
光刻只是把电路图印在上面 , 而工业级的刻蚀等一系列步骤可以把这些电路图垒起来 , 并让它导电 。
咱先说UP主这边 , 光刻结束以后 , 他直接掏出一瓶酸开始了他的土“刻蚀”步骤 。
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但酸刻蚀会刻的相当不均匀 , 还可能会损坏晶圆体 , 而且要酸冲蚀好几遍才能弄干净 。