簡(jiǎn)述晶圓制造工藝流程和原理

2016年至今，全球晶圓的緊缺，導(dǎo)致了內(nèi)存條、固態(tài)硬盤(pán)SSD價(jià)格高漲。一時(shí)之間，讓大多數(shù)人知道了“晶圓”這個(gè)詞語(yǔ)。

簡(jiǎn)單的說(shuō)晶圓是指擁有集成電路的硅晶片，因?yàn)槠湫螤钍菆A的，故稱(chēng)為晶圓。晶圓在電子數(shù)碼領(lǐng)域的運(yùn)用是非常廣泛的。內(nèi)存條、SSD，CPU、顯卡、手機(jī)內(nèi)存、手機(jī)指紋芯片等等，可以說(shuō)幾乎對(duì)于所有

簡(jiǎn)單的說(shuō)晶圓是指擁有集成電路的硅晶片，因?yàn)槠湫螤钍菆A的，故稱(chēng)為晶圓。晶圓在電子數(shù)碼領(lǐng)域的運(yùn)用是非常廣泛的。內(nèi)存條、SSD，CPU、顯卡、手機(jī)內(nèi)存、手機(jī)指紋芯片等等，可以說(shuō)幾乎對(duì)于所有的電子數(shù)碼產(chǎn)品，晶圓都是不可缺少的。所以近年來(lái)全球晶圓的緊缺不僅僅是只導(dǎo)致了內(nèi)存條和SSD的漲價(jià)，甚至整個(gè)電子數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域都受到了非常嚴(yán)重的波及。

可見(jiàn)晶圓的重要性，如此緊要的晶圓，我們大多數(shù)卻對(duì)它非常陌生。我們先來(lái)說(shuō)說(shuō)晶圓的主要原料。晶圓是沙子做的?？赡芤恍┚W(wǎng)友會(huì)噴我，網(wǎng)友甲“你才是傻子做的呢”。上帝用泥巴造人，可能是騙人的。

人類(lèi)用沙子建，起了金字塔，是真實(shí)的（科學(xué)家稱(chēng)，金子塔可能是人類(lèi)首次使用混凝土技術(shù)所筑造的）。人類(lèi)用沙子造晶圓，是我夸張的，但是也是可以有的。晶圓需要什么，需要硅。地球上第二豐富的元素是硅，而沙子、石頭里都含有硅（滿(mǎn)地都是硅，那為什么晶圓還缺呢?。?。當(dāng)然這僅僅能說(shuō)沙子可以造晶圓，造CPU，芯片。如果真用沙子來(lái)做晶圓，提煉會(huì)是麻煩死人的。硅礦石的硅含量相對(duì)較高。所以晶圓一般的是以硅礦石為原料的。網(wǎng)友乙“MD沙子石頭都能做的晶圓，產(chǎn)品賣(mài)那么貴?。俊?；網(wǎng)友丙“如此看來(lái)，占領(lǐng)撒哈拉沙漠，是非常必要的，怪不得非洲、中東老打仗。原來(lái)沙子跟黃金似的?！痹?huà)糙理不糙，世界上產(chǎn)黃金和鉆石、石油出產(chǎn)最多的就是在沙漠里（好像黃金和鉆石產(chǎn)量世界的第一的都是南非）。上天是公平的，上天如此厚予沙漠，所以就得懲罰沙漠里的眾生。（得了，打住，再扯就要編個(gè)神話(huà)故事了。我們今天是講科技。）

目錄

1脫氧提純

沙子/石英經(jīng)過(guò)脫氧提純以后的得到含硅量25％的Si02二氧化硅。氧化硅經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并蒸餾后，得到純度高達(dá)99%以上的晶體硅。晶體硅的純度要求非常高，這也是造出晶圓昂貴的原因

。大家知道鉆石是個(gè)什么玩意兒?jiǎn)幔裤@石就是碳元素經(jīng)過(guò)脫氧以及其他因素形成的元素排列獨(dú)特且純度高達(dá)99.64％以上的晶體。大家想想，晶圓比人造鉆石便宜多了，感覺(jué)還是很劃算的。

2制造晶棒

晶體硅經(jīng)過(guò)高溫成型，采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方法做成圓形的晶棒

3晶片分片

將晶棒橫向切成厚度基本一致的晶圓片，Wafer。

4Wafer拋光

進(jìn)行晶圓外觀(guān)的打磨拋光。

5Wafer鍍膜

通過(guò)高溫，或者其他方式，使晶圓上產(chǎn)生一層Si02二氧化硅。Si02二氧化硅為絕緣材料，但有雜質(zhì)和特殊處理的Si02二氧化硅有一定的導(dǎo)電性。這里Si02二氧化硅的作用是為了光的傳導(dǎo)。就像用Si02二氧化硅做光導(dǎo)纖維一個(gè)道理。這是為了后面光刻

6上光刻膠

光刻膠和以前照相的膠片一個(gè)道理。Wafer上光刻膠，要求薄而平整。

7光刻（極紫光刻EVO）

將設(shè)計(jì)好的晶圓電路掩模，放置于光刻的紫外線(xiàn)下，下面再放置Wafer。在光刻的瞬間，在Wafer被光刻的部分的光刻膠融化，被刻上了電路圖。去除光刻膠，光刻膠上的圖案要與掩模上的圖案一致。再次光刻。一個(gè)晶圓的電路要經(jīng)過(guò)多次光刻。隨著極紫光刻新技術(shù)出現(xiàn)，晶圓的光刻變得更精確，也更有效率了，甚至可以一次完成全部光刻了。

9電鍍

基本上晶圓完成了，接下來(lái)要在晶圓上電鍍一層硫酸銅。銅離子會(huì)從正極走向負(fù)極。

10拋光

打磨拋光Wafer表面，整個(gè)Wafer就已經(jīng)制造成功了。

11晶圓切片】

將Wafer切成，單個(gè)晶圓Die。

12測(cè)

主要分三類(lèi)：功能測(cè)試、性能測(cè)試、抗老化測(cè)試。具體有如:接觸測(cè)試、功耗測(cè)試、輸入漏電測(cè)試、輸出電平測(cè)試、動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試、 模擬信號(hào)參數(shù)測(cè)試等等。有壞的晶圓就報(bào)廢，此為黑片；有一些測(cè)試沒(méi)過(guò)，但不影響使用的分為白片，可以流出；而全部通過(guò)測(cè)試的為正片。

13包裝入盒

先給Wafer覆膜，再將其插入黑盒子中。

14發(fā)往封測(cè)

晶圓的制造在半導(dǎo)體領(lǐng)域，科技含量相當(dāng)?shù)母?，技術(shù)工藝要求非常高。而我們國(guó)半導(dǎo)體事業(yè)起步較晚，在晶圓的制造上還處于建設(shè)發(fā)展階段?，F(xiàn)在我國(guó)主要做的是晶圓的封測(cè)。我國(guó)的晶圓封測(cè)規(guī)模和市場(chǎng)都是全球首屈一指的，約占全球約1/4。雖然近年我國(guó)大力支持半導(dǎo)體行業(yè)，支持晶圓制造，也取得了一些成績(jī)。但是任重道遠(yuǎn)。目前晶圓制造，核心技術(shù)，依然牢牢的把握在外國(guó)晶圓廠(chǎng)家的手里。我國(guó)對(duì)外國(guó)晶圓的依賴(lài)性還非常之大。甚至普通消費(fèi)者對(duì)外國(guó)電子產(chǎn)品的依賴(lài)性也相當(dāng)大，認(rèn)為外國(guó)的月亮比中國(guó)的圓。這也是全球晶圓緊缺，中國(guó)電子數(shù)碼市場(chǎng)首當(dāng)其沖，強(qiáng)烈起伏的原因；也是外國(guó)在電子數(shù)碼領(lǐng)域?qū)ξ覀冇枞∮枨蟮脑颉?/p>

所以加油吧中國(guó)半導(dǎo)體，加油吧中國(guó)芯，加油吧國(guó)產(chǎn)電子數(shù)碼。也希望國(guó)人對(duì)國(guó)產(chǎn)多一點(diǎn)信心和支持。這個(gè)世界就是弱肉強(qiáng)食的，不自立不自強(qiáng)，就只有被別人欺凌，就只能自己喝湯看別人吃肉了。