英特尔|石英到芯片,都经历了什么?( 二 )


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光刻二:由此进入纳米尺寸的晶体管级别 。 一块晶圆上可以切割出数百个处理器 , 不过从这里开始把视野缩小到其中一个上 , 展示如何制作晶体管等部件 。 晶体管相当于开关 , 控制着电流的方向 。 现在的晶体管已经如此之小 , 一个针头上就能放下大约3000万个 。

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7.溶解光刻胶
光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉 , 清除后留下的图案和掩模上的一致 。

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8.蚀刻
使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分 , 而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分 。

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9.清除光刻胶
蚀刻完成后 , 光刻胶的使命宣告完成 , 全部清除后就可以看到设计好的电路图案 。

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10.光刻胶
再次浇上光刻胶(蓝色部分) , 然后光刻 , 并洗掉曝光的部分 , 剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料 。

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11.离子注入(ion implantation)
在真空系统中 , 用经过加速的 , 要掺杂的院子的离子照射(注入)固体材料 , 从而在被注入的区域形成特殊的注入层 , 并改变这些区域的硅的导电性 。 经过电场加速后 , 注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时 。
12.清除光刻胶
离子注入完成后 , 光刻胶也被清除 , 而注入区域(绿色部分)也已掺杂 , 注入了不同的原子 。 注意这时候的绿色和之前已经有所不同 。

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13.晶体管就绪
至此 , 晶体管已经基本完成 。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞 , 并填充铜 , 以便和其它晶体管互连 。

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14.电镀
在晶圆上电镀一层硫酸铜 , 将铜离子沉淀到晶体管上 。 铜离子会从正极走向负极 。

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15.铜层
电镀完成后 , 铜离子沉积在晶圆表面 , 形成一个薄薄的铜层 。

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16.抛光
将多余的铜抛光掉 , 也就是磨光晶圆表面 。

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17.金属层
晶体管级别 , 留个晶体管的组合 , 大约500纳米 。 在不同晶体管之间形成复合互连金属层 , 具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性 。 芯片表面看起来异常平滑 , 但事实上可能包含20多层复杂的电路 , 放大之后可以看到极其复杂的电路网络 , 形如未来派的多层高速公路系统 。

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18.晶圆测试
内核级别 , 大约10毫米/0.5英寸 。 图中是晶圆的局部 , 正在接受第一次功能性测试 , 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比 。


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