晶圆制造与生产过程

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Fri, 30 Dec 2022 06:32:00 +0000
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1. 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础。

2. 硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级，下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)。

3. 单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999％。

4. 硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是k8凯发常说的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了

5. 晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在主流的45nm HKMG(高K金属栅极)。值得一提的是，Intel公司创立之初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。

6.光刻：光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体。晶圆旋转可以让光刻胶铺得非常薄、非常平。光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得可溶，期间发生得化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片地变化。掩模上印着预先设计好得电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到的电路图案是掩模上图案得四分之一。

7.溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致

8. 蚀刻：使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。

9.清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。