芯片,又称为集成电路,是计算机等电子设备最重要的功能载体,是中央处理器CPU的“灵魂”!
芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样,先有晶圆作为地基,再层层往上叠的芯片制造流程后,就可产出必要的 IC 芯片(这些会在后面介绍)。然而,没有设计图,拥有再强制造能力都没有用,因此,建筑师的角色相当重要。
芯片制造的10大步骤
沉积:制造芯片的第一步,通常是将材料薄膜沉积到晶圆上。材料可以是导体、绝缘体或半导体。
光刻胶涂覆:进行光刻前,首先要在晶圆上涂覆光敏材料“光刻胶”或“光阻”,然后将晶圆放入光刻机。
曝光:在掩模版上制作需要印刷的图案蓝图。晶圆放入光刻机后,光束会通过掩模版投射到晶圆上。光刻机内的光学元件将图案缩小并聚焦到光刻胶涂层上。在光束的照射下,光刻胶发生化学反应,光罩上的图案由此印刻到光刻胶涂层。
计算光刻:光刻期间产生的物理、化学效应可能造成图案形变,因此需要事先对掩模版上的图案进行调整,确保最终光刻图案的准确。ASML将现有光刻数据及圆晶测试数据整合,制作算法模型,精确调整图案。
烘烤与显影:晶圆离开光刻机后,要进行烘烤及显影,使光刻的图案永久固定。洗去多余光刻胶,部分涂层留出空白部分。
刻蚀:显影完成后,使用气体等材料去除多余的空白部分,形成3D电路图案。
计量和检验:芯片生产过程中,始终对晶圆进行计量和检验,确保没有误差。检测结果反馈至光刻系统,进一步优化、调整设备。
离子注入:在去除剩余的光刻胶之前,可以用正离子或负离子轰击晶圆,对部分图案的半导体特性进行调整。
视需要重复制程步驟:从薄膜沉积到去除光刻胶,整个流程为晶圆片覆盖上一层图案。而要在晶圆片上形成集成电路,完成芯片制作,这一流程需要不断重复,可多达100次。
封装芯片:最后一步,切割晶圆,获得单个芯片,封装在保护壳中。这样,成品芯片就可以用来生产电视、平板电脑或者其他数字设备了!
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责任编辑:李倩
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