第6步、溶解:将完成光刻流程后的晶圆,置入一种被称为显影液的化学溶剂中,该溶剂呈强碱性,可以有效地溶解被光束照射过的光刻胶。
第7步、蚀刻:完成第6步之后,晶圆上就形成一种凹凸不平的结构,凹陷的就是被之前被光束照射过的部分,其表面已经没有了光刻胶,而凸起的部分仍然保留着光刻胶,这一步就是利用一种特殊的蚀刻液,对没有光刻胶保护的晶圆表面进行腐蚀,蚀刻完成后,再将晶圆上的所有光刻胶全部清除,晶圆上就形成了预先设计好的电路图案。
第8步、离子注入:重复第5步到第7步,目的是在晶圆上蚀刻出预先设计好的离子注入层,在此之后,利用一种被称为离子注入机的设备,将磷、硼等掺杂剂以高速离子的形式“打进”预定区域,进而形成相应的N型和P型晶体管,完成之后,再将所有光刻胶全部清除。
第9步、气相沉积:利用一种名为化学气相沉积器的设备,将特定的气态化合物(如硅氮化合物、硅氧化合物等)沉积在晶圆上,使之形成相应的保护层。
第10步、电镀:利用一种被称为电镀机的设备,让特定的金属(如铜、铝等)通过电流和电解液的作用在晶圆上形成相应的金属层,这种金属层可以充当电路的接触点和连接线,可以实现不同的晶体管之间的信号传输。
第11步、重复:现代CPU拥有由多层不同的结构和材料堆叠而成的复杂三维立体结构,这就需要将上述的第4步到第10步进行多次重复,每一次重复,都要在上一层的基础上添加新的电路和材料,这需要非常精准的操控才能保证所有电路的正确连接。
第12步、检测和分割:完成上述步骤之后,需要对晶圆上的结构进行检测,看看它们是否符合设计的性能指标,检测完成之后,就可以将对晶圆进行分割成若干块,其中每一块都可能成为一个CPU的内核,为什么要说“可能”呢?这是因为其中的一些有瑕疵的将会被丢弃。
第13步、封装:这一步就是将单个CPU内核与衬底、散热片等零部件一起封装在一个塑料或者金属的外壳之中,同时为其设置与其他设备连接的接口。
第14步、测试:每一个封装完毕的CPU,都需要对其功耗、最高频率、发热量等关键特性进行仔细测试,测试出来的结果将决定它们的等级高低,测试完成后,相同等级的CPU会被放在一起装运,而CPU的制作过程也到此结束。
以上就是沙子变成CPU这种堪称人类科技的巅峰之作的大致过程,需要指出的是,这看上去似乎只需要14步,但实际上,其中每一步都可以细分为若干道工序,以目前的情况来看,一颗高性能的CPU,往往需要上千道工序才能完成。