生產(chǎn)前要先將麒麟9000的幾十層電路圖的掩膜做出來,用于光刻機的電路刻錄,然后在針對其芯片定制封裝件,測試程序由菊花提供,之前麒麟9000是有生產(chǎn)的,測試軟件都是現(xiàn)成的。
很快所有準備工作都完成了,第一次試生產(chǎn)測試日期也定了下來。
這次測試是內(nèi)部測試,暫不對外公開,主要參加人員有隨便科技的研發(fā)工程師和菊花的工程師團隊,就連菊花手機部負責人余總也到場參觀測試了。
張偉對這人類最尖端科技的光刻機也非常感興趣,所以也參觀了試生產(chǎn)測試。
實驗車間設計時就考慮到了參觀的用途,四周都是鋼化玻璃,外面一圈走廊可以全方位觀看整個芯片生產(chǎn)過程。
早上九點人員全部到齊后,張偉跟余總互相認識客套一番后,九點半試生產(chǎn)正式開始。
硅片由特殊的容器和自動傳送車運往專門的入口,車間內(nèi)的機械臂將這一批硅片抓取到特定的地點又進行了一次除塵程序。
除塵結束后機械臂將硅片抓取放到涂抹光刻膠的機器上,硅片旋轉(zhuǎn),光刻膠從中間位置落下,在慣性下被均勻的涂抹在硅片上。
別小看這一步,這里的技術含量也是非常高的,旋轉(zhuǎn)速度和膠的量都需要非常精確的操作,轉(zhuǎn)速快一點,膠多一點都可能對成品良率產(chǎn)生影響。
涂抹好光刻膠的硅片被機械臂抓取放在了光刻機上進行電路刻印,網(wǎng)上看到愛斯麥爾的光刻機在工作時有紫光在彎折管道中閃爍的宣傳視頻實際上是特效,只是便于普通人理解,光刻機的光源頻段實際上人眼是看不到的。
從外表只能看到固定硅片的底座在一個從粗到細,左右彎折類似管道的裝置下面,從左到右,從上到下均勻的移動。
光刻機全身上下都是高科技,制造起來相當困難,其中最難的在于短波激光的生成和收集,用兩萬多瓦的二氧化碳激光連續(xù)2次轟擊在一顆尺寸僅為30微米的液態(tài)金屬錫液滴,讓它們蒸發(fā)轉(zhuǎn)換成等離子體,這樣就會釋放出13.5納米的極紫外光EUV,一顆液態(tài)金屬錫產(chǎn)生的光持續(xù)的時間很短,所以需要以1秒鐘轟擊5萬個液態(tài)金屬錫才能達到使用標準。
其困難程度相當于從地球發(fā)出的手電筒光線要精確地射在月球上的一塊硬幣一樣難,這種激光技術全世界就2個國家掌握,龍國便是其中之一,激光組件直接可以在國內(nèi)購買到,也省下了很多研發(fā)和制造的時間。
以上就是短波激光的生成,接下來就是怎么收集。
想要收集這種特殊的光源,以往的傳統(tǒng)透射鏡頭是做不到的,因為EUV光很容易被吸收掉,就連空氣也可以吸收它。
一種表面涂有硅和鉬組成的多層膜,兩種材料交替沉積,每層厚度僅為幾納米,共40多層的特殊鏡片能夠很好的反射EUV光源,但每一次反射還是會損失百分之30的光強,一堆反光鏡下來最終只剩下百分之2的光強了,所以就需要很高功率的激光才行。
有人說為什么要反射那么多次直接照射不行嗎?
首先是為了檢查光源,其中有幾次反射就是為了中途采樣檢測,剩下的就是調(diào)整形狀,過濾雜光等等,因為這種鏡片幾乎只反射13.5納米的光,剛被轟擊的液態(tài)金屬錫,除了極紫外光以外還有其他頻段的光,經(jīng)過多次反射過后的光更純粹。
這種鏡片以前只有德國蔡司1家公司才有能力制造,但是現(xiàn)在隨便科技光學部門經(jīng)過小愛的引導也有了這個制造能力,所以光刻機最難之一的EUV光源收集也被攻破了。
光源在多次的反射下最后將純EUV光源通過掩膜將設計好的電路圖刻在硅片上。
當整個硅片都被刻滿后,機械臂將硅片抓取到另一個機器上,被光照射過的部分,可以用顯影液將其溶解掉,這臺機器就是用于清洗剛剛被光刻機照射過部分的。
機械臂將清洗好的硅片抓取到蝕刻機上,將暴露出來的硅片部分蝕刻出凹槽。
然后機械臂又將硅片抓取到另一臺打磨機上,通過打磨將剩下的光刻膠清理掉,這時候整個硅片上就剩下刻錄好的電路凹槽了。
機械臂將打磨好的硅片抓取到另一臺機器里,這一臺機器是技術含量僅次于光刻機的離子注入機,這臺機器主要是將剛剛刻錄好電路凹槽的硅片均勻的將離子附著在表面,讓其擁有晶體管特性。
然后就是用鍍銅工藝將晶體管連接起來,這時候一層的電路就算完成了,但是一顆芯片擁有著幾十層的電路,接下來就是重復以上步驟,將電路一層一層的刻錄在上面。
實際上這幾十層電路,每一層都不一樣,每一次都需要更換掩膜,制作一個芯片光掩膜就需要幾十張。
第一張硅片在其它工序上時,為了不讓光刻機處在長期閑置狀態(tài),所有機器之間的協(xié)同控制也是一個非常重要的環(huán)節(jié),這也是考慮到效率原因,不可能一臺光刻機就只刻一個硅片,這個硅片在其它工序上的時候光刻機還要傻傻的等著吧?
經(jīng)過精確的時間計算,每一臺機器都是一片接著一片的進行操作,沒有一種機器是處于閑置狀態(tài)的,這效率基本已經(jīng)是拉滿了。
很快以8張為一批的硅片全部刻好了,自動運送車從專門的出口將硅片運往下一個車間。
大家跟著專門講解的工作人員也一起去往了下一個車間外參觀。
這是測試封裝車間,硅片被機械臂一張一張的抓取到檢測臺上,通過電腦一一掃描后,標記出廢品。
掃描標記好的硅片被傳送帶運往下一個切割工序,激光切割很快就將一張硅片切成數(shù)百個芯片,一個機械臂伸過來將剛才標記的廢品取出丟到專門的報廢品桶里。
合格的芯片被送進自動封裝機里,封裝好的芯片又自動傳送到一個測試的平臺,測試完成后就是打包。
由于手機芯片太小,不像電腦芯片一樣每一個都單獨包裝,是由一個大的塑料托盤,其中有一個個小的凹槽用于放置芯片,放滿一個托盤后,整個托盤會通過傳送帶傳出來。
工作人員將放滿芯片的托盤堆疊起來,到一定數(shù)量后就裝箱,又有人將裝好箱的芯片擺放在叉車案板上,案板滿了以后由另外專門運送的人運往倉庫。
實際上后面階段也可以完全通過機械臂和自動運送車完成,但是張偉的意思是能夠創(chuàng)造多的崗位就盡量創(chuàng)造,實在是人無法完成的才用機器。