半导体设备生产工艺流程科普！

工艺流程

为了让大家对半导体晶圆制造有一个更具体的认识，我们简单描述一下这一整个工艺流程。

首先芯片代工厂采购来加工设备，要对晶圆衬底进行数百上千道工序的加工先完成前道加工，然后交给封测厂进行封装测试，出产芯片成品。

为啥芯片的价格一直都很贵呢，就是因为这个东西的生产制造都是在非常微观的层面进行的。

很多人觉得头发丝已经很细了，但芯片的加工精度比这细多了，90nm 的晶体管就与流感病毒大小类似，因此所有芯片的生产加工都是在无尘室中完成的。

一块晶圆衬底完成全部工艺流程大致需要 2-3 个月的时间，其中不包括后道封装所需要的时间。一般晶圆厂中的设备 90%的时间都在运行，剩余时间用于调整和维护。

前道工序由于步骤繁杂，技术难度大，也是投入资金最多的环节。

第一步氧化，在晶圆表面形成一层二氧化硅绝缘层，为光刻做准备，对应设备为氧化炉和 LPCVD 薄膜沉积设备。

第二步匀胶，在晶圆表面滴上光刻胶并均匀涂抹，方便后续通过曝光使可溶胶体被去除，在晶圆表面上留下掩模版上的图形。

第三步曝光，在晶圆上方放置掩模版，使用***对准掩模版，进行紫外线曝光。光刻胶被紫外线曝光的部分变得可溶解。

第四步显影，曝光部分的光刻胶通过专用的显影液可去除，露出光刻胶下面的氧化层，使得掩模版上的图形得以顺利转移。

第五步刻蚀，使用腐蚀性液体将暴露的氧化层刻蚀下去，或者用等离子体轰击晶圆表面，将光刻胶上的图案进一步转移到氧化层上。

第六步沉积，再沉积一层二氧化硅使晶体管之间绝缘，之后沉积一层多晶硅薄膜用于制作栅极，重复涂胶，光刻，显影，刻蚀的步骤，目的是制作介质层。

第七步研磨，每一层构筑完成后，用化学腐蚀和机器研磨相结合的方式，使晶圆表面平整。

第八步离子注入，将 P 型或者 N 型杂质轰进刚刚刻蚀出来的半导体晶格中，改变半导体载流子浓度以及导电类型。

第九步退火，离子注入后也会产生一些晶格缺陷，退火是将离子注入后的半导体放在一定温度下进行加热，使得注入的粒子扩散，恢复晶体结构，修复缺陷，激活所需要的电学特性。

以上步骤将重复循环 N 次，清洗工序贯穿始终，直到一个完整的集成电路被制作出来。下面我再简单介绍下每一道工艺对应的设备提供商。

审核编辑 ：李倩