芯片制造都需要什么過程？

芯片種類很多，不單單指手機(jī)、電腦等常見集成芯片。按照功能可以分為：集成電路，光電子，分立器件和傳感器，而且集成電路占到83%，所以大部分人都把集成電路看成半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

在半導(dǎo)體的新聞中，總是會(huì)提到以尺寸標(biāo)示的晶圓廠，如 8 寸或是 12 寸晶圓廠，然而，所謂的晶圓到底是什么東西？

晶圓（wafer），是制造各式電腦芯片的基礎(chǔ)。我們可以將芯片制造比擬成用樂高積木蓋房子，藉由一層又一層的堆疊，完成自己期望的造型（也就是各式芯片）。然而，如果沒有良好的地基，蓋出來的房子就會(huì)歪來歪去，不合自己所意，為了做出完美的房子，便需要一個(gè)平穩(wěn)的基板。對(duì)芯片制造來說，這個(gè)基板就是晶圓。

芯片的制造，分為4個(gè)階段：原料制作、單晶生長(zhǎng)和晶圓的制造、集成電路晶圓的生產(chǎn)、集成電路的封裝。

芯片制造企業(yè)使用4種最基本的工藝方法，通過大量的工藝順序和工藝變化制造出特定的芯片。

這些基本的工藝方法是：增層、光刻、摻雜和熱處理。

芯片是如何制作出來的？

制造芯片的第一步，通常是將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導(dǎo)體、絕緣體或半導(dǎo)體。

進(jìn)行光刻前，首先要在晶圓上涂覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”，然后將晶圓放入光刻機(jī)。

在掩模版上制作需要印刷的圖案藍(lán)圖。晶圓放入光刻機(jī)后，光束會(huì)通過掩模版投射到晶圓上。光刻機(jī)內(nèi)的光學(xué)元件將圖案縮小并聚焦到光刻膠涂層上。在光束的照射下，光刻膠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，光罩上的圖案由此印刻到光刻膠涂層。

光刻期間產(chǎn)生的物理、化學(xué)效應(yīng)可能造成圖案形變，因此需要事先對(duì)掩模版上的圖案進(jìn)行調(diào)整，確保最終光刻圖案的準(zhǔn)確。ASML將現(xiàn)有光刻數(shù)據(jù)及圓晶測(cè)試數(shù)據(jù)整合，制作算法模型，精確調(diào)整圖案。

晶圓離開光刻機(jī)后，要進(jìn)行烘烤及顯影，使光刻的圖案永久固定。洗去多余光刻膠，部分涂層留出空白部分。

顯影完成后，使用氣體等材料去除多余的空白部分，形成3D電路圖案。

芯片生產(chǎn)過程中，始終對(duì)晶圓進(jìn)行計(jì)量和檢驗(yàn)，確保沒有誤差。檢測(cè)結(jié)果反饋至光刻系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化、調(diào)整設(shè)備。

在去除剩余的光刻膠之前，可以用正離子或負(fù)離子轟擊晶圓，對(duì)部分圖案的半導(dǎo)體特性進(jìn)行調(diào)整。

從薄膜沉積到去除光刻膠，整個(gè)流程為晶圓片覆蓋上一層圖案。而要在晶圓片上形成集成電路，完成芯片制作，這一流程需要不斷重復(fù)，可多達(dá)100次。

最后一步，切割晶圓，獲得單個(gè)芯片，封裝在保護(hù)殼中。這樣，成品芯片就可以用來生產(chǎn)電視、平板電腦或者其他數(shù)字設(shè)備了！

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責(zé)任編輯：李倩