半導體設備生產工藝流程科普！

工藝流程

為了讓大家對半導體晶圓制造有一個更具體的認識，我們簡單描述一下這一整個工藝流程。

首先芯片代工廠采購來加工設備，要對晶圓襯底進行數百上千道工序的加工先完成前道加工，然后交給封測廠進行封裝測試，出產芯片成品。

為啥芯片的價格一直都很貴呢，就是因為這個東西的生產制造都是在非常微觀的層面進行的。

很多人覺得頭發絲已經很細了，但芯片的加工精度比這細多了，90nm 的晶體管就與流感病毒大小類似，因此所有芯片的生產加工都是在無塵室中完成的。

一塊晶圓襯底完成全部工藝流程大致需要 2-3 個月的時間，其中不包括后道封裝所需要的時間。一般晶圓廠中的設備 90%的時間都在運行，剩余時間用于調整和維護。

前道工序由于步驟繁雜，技術難度大，也是投入資金最多的環節。

第一步氧化，在晶圓表面形成一層二氧化硅絕緣層，為光刻做準備，對應設備為氧化爐和 LPCVD 薄膜沉積設備。

第二步勻膠，在晶圓表面滴上光刻膠并均勻涂抹，方便后續通過曝光使可溶膠體被去除，在晶圓表面上留下掩模版上的圖形。

第三步曝光，在晶圓上方放置掩模版，使用***對準掩模版，進行紫外線曝光。光刻膠被紫外線曝光的部分變得可溶解。

第四步顯影，曝光部分的光刻膠通過專用的顯影液可去除，露出光刻膠下面的氧化層，使得掩模版上的圖形得以順利轉移。

第五步刻蝕，使用腐蝕性液體將暴露的氧化層刻蝕下去，或者用等離子體轟擊晶圓表面，將光刻膠上的圖案進一步轉移到氧化層上。

第六步沉積，再沉積一層二氧化硅使晶體管之間絕緣，之后沉積一層多晶硅薄膜用于制作柵極，重復涂膠，光刻，顯影，刻蝕的步驟，目的是制作介質層。

第七步研磨，每一層構筑完成后，用化學腐蝕和機器研磨相結合的方式，使晶圓表面平整。

第八步離子注入，將 P 型或者 N 型雜質轟進剛剛刻蝕出來的半導體晶格中，改變半導體載流子濃度以及導電類型。

第九步退火，離子注入后也會產生一些晶格缺陷，退火是將離子注入后的半導體放在一定溫度下進行加熱，使得注入的粒子擴散，恢復晶體結構，修復缺陷，激活所需要的電學特性。

以上步驟將重復循環 N 次，清洗工序貫穿始終，直到一個完整的集成電路被制作出來。下面我再簡單介紹下每一道工藝對應的設備提供商。

審核編輯 ：李倩