秒懂半导体（芯片）制造工艺流程

技术交流|Technology Exchange|

2023-10-11 20:04:33 967

半导体行业作为国民经济支柱性行业之一，是信息技术产业的重要组成部分。它在现代社会中扮演着至关重要的角色，支撑着经济社会的发展，并保障*安全。半导体产业的发展程度往往被视为衡量一个*科技发展水平的核心指标之一。因此，各国都高度重视和鼓励这个行业的发展。

半导体产业链主要包含芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节。在芯片设计阶段，工程师们根据需求设计芯片的电路结构和功能。晶圆制造是将设计好的电路图案转移到硅晶圆上的过程，需要运用精密的加工和薄片切割工艺。封装测试阶段则是将晶圆制造好的芯片进行封装，以及对芯片进行各种性能和可靠性测试。

除了核心环节外，还有为晶圆制造和封装测试环节提供所需材料和专业设备的支撑产业链。这些产业链相互依存、相辅相成，共同构成了完整的半导体行业生态系统。

对于大多数人来说，半导体行业高大尚，深奥难懂。其代表了人类最先进的制造科技技术，那么笔者以图文形式，让大家秒懂秒懂半导体（芯片）制造工艺的核心流程。图文主要介绍半导体（芯片）加工的重要工站。

清洁晶圆

目前晶圆清洗技术大致可分为湿式与干式两大类，目前仍以湿式清洗法为主流。

1.?湿式清洗技术?湿式清洗技术，是以液状酸碱溶剂与去离子水之混合物清洗晶圆表面，随后加以润湿再干燥的程序。大体分为以下两种：(1)?湿式化学清洗 (2)?湿式程序中清除微粒的技术

2.?干式表面清洗技术?干式晶圆清除技术而言，去除的方式主要有三：?(a)将污染物转换成挥发性化合物。?(b)利用动量使污染物直接扬起而去除。?(c)应用加速离子，使污染物破碎。大体分为以下两种：(1)?干式表面污染物清除技术?(2)?干式表面微粒清除技术

清洁晶圆

光刻

光刻工艺主要步骤：

光刻工艺流程

1. 基片前处理为确保光刻胶能和晶圆表面很好粘贴，形成平滑且结合得很好的膜，必须进行表面准备，保持表面干燥且干净，

2. 涂光刻胶涂胶的目标是在晶圆表面建立薄的、均匀的，并且没有缺陷的光刻胶膜。

3. 前烘(软烘焙)前烘的目的是去除胶层内的溶剂，提高光刻胶与衬底的粘附力及胶膜的机械擦伤能力。4. 对准和曝光(A＆E) 保证器件和电路正常工作的决定性因素是图形的准确对准，以及光刻胶上精确的图形尺寸的形成。所以，涂好光刻胶后，*步是把所需图形在晶圆表面上准确定位或对准。第二步是通过曝光将图形转移到光刻胶涂层上。

5. 显影显影是指把掩膜版图案复制到光刻胶上。

6. 后烘(坚膜)经显影以后的胶膜发生了软化、膨胀，胶膜与硅片表面粘附力下降。为了保证下一道刻蚀工序能顺利进行，使光刻胶和晶圆表面更好地粘结，必须继续蒸发溶剂以固化光刻胶。

7. 刻蚀刻蚀是通过光刻胶暴露区域来去掉晶圆最表层的工艺，主要目标是将光刻掩膜版上的图案精确地转移到晶圆表面。

8. 去除光刻胶刻蚀之后，图案成为晶圆最表层*的一部分。作为刻蚀阻挡层的光刻胶层不再需要了，必须从表面去掉。

离子注入

离子植入技术可将掺质以离子型态植入半导体组件的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（植入）薄膜，到达预定的植入深度。离子植入制程可对植入区内的掺质浓度加以精密控制。基本上，此掺质浓度（剂量）系由离子束电流（离子束内之总离子数）与扫瞄率（晶圆通过离子束之次数）来控制，而离子植入之深度则由离子束能量之大小来决定。

简单说，就是将所注入的气体离子化成为带正电荷的离子束。对离子束用磁场进行筛选后，得到所需要的注入离子，再加速撞击到注入表面，达到注入离子的目的。在这过程中，需要控制好真空度，一般需要超高真空。另外，需要控制好加速能量和注入角度，以控制注入的深浅程度。整个系统需要有精确的电流测量和计算，精密的机械运动控制。因此，离子注入系统是集机械，真空，电子测量，计算机控制，高速数据采集和通讯等一体的复杂精密控制系统。

离子注入

蚀刻

蚀刻bai(etching)是将材料使用化学反应或物理撞击作用du而移除的技术zhi。蚀刻dao技术可以分为湿蚀刻(wet etching)和干蚀刻(dry etching)两类。湿蚀刻就是利用合适的化学溶液腐蚀去除材质上未被光阻覆盖（感光膜）的部分，达到一定的雕刻深度。蚀刻精度高，则可以完成精度要求更高的精细零件的加工，扩大蚀刻应用的范围。目前已经使用的蚀刻液类型有六种类型：酸性氯化铜、碱性氯化铜、氯化铁、过硫酸铵、硫酸/铬酸、硫酸/双氧水蚀刻液。

蚀刻

晶圆切割

晶体硅在加工出来之后，bai为了方便光du雕设备，所以有zhi一定的规格，一般是盘状dao的，很大一片；成品芯片的面积很小（例如CPU的芯片面积差不多和小拇指的指甲那么大，CPU算是我见到最大的芯片了），光雕是批量的，一大块上全部雕好之后，就需要一块一块切下来，然后继续加工，然后测试，封装，包装等等.....