半導體產業最上游是IC設計公司與硅晶圓制造公司,IC設公司計依客戶的需求設計出電路圖,硅晶圓制造公司則以多晶硅為原料制造出硅晶圓。中游的IC制造公司主要的任務就是把IC設計公司設計好的電路圖移植到硅晶圓制造公司制造好的晶圓上。完成后的晶圓再送往下游的IC封測廠實施封裝與測試!
芯片制作的過程大體包括沙子原料的提純、拉晶(硅錠)、切片(晶圓)、光刻,蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試等諸多步驟,而且每一步里邊又包含更多細致的過程。
芯片制造的10大步驟
沉積
制造芯片的第一步,通常是將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導體、絕緣體或半導體。
光刻膠涂覆
進行光刻前,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。
曝光
在掩模版上制作需要印刷的圖案藍圖。晶圓放入光刻機后,光束會通過掩模版投射到晶圓上。光刻機內的光學元件將圖案縮小并聚焦到光刻膠涂層上。在光束的照射下,光刻膠發生化學反應,光罩上的圖案由此印刻到光刻膠涂層。
計算光刻
光刻期間產生的物理、化學效應可能造成圖案形變,因此需要事先對掩模版上的圖案進行調整,確保最終光刻圖案的準確。ASML將現有光刻數據及圓晶測試數據整合,制作算法模型,精確調整圖案。
烘烤與顯影
晶圓離開光刻機后,要進行烘烤及顯影,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。
刻蝕
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。
計量和檢驗
芯片生產過程中,始終對晶圓進行計量和檢驗,確保沒有誤差。檢測結果反饋至光刻系統,進一步優化、調整設備。
離子注入
在去除剩余的光刻膠之前,可以用正離子或負離子轟擊晶圓,對部分圖案的半導體特性進行調整。
視需要重復制程步驟
從薄膜沉積到去除光刻膠,整個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,可多達100次。
封裝芯片
最后一步,切割晶圓,獲得單個芯片,封裝在保護殼中。這樣,成品芯片就可以用來生產電視、平板電腦或者其他數字設備了!
ASML,個人圖書館綜合整理
審核編輯 :李倩
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