芯片,又稱為集成電路,是計算機等電子設(shè)備最重要的功能載體,是中央處理器CPU的“靈魂”!
芯片制造的過程就如同用樂高蓋房子一樣,先有晶圓作為地基,再層層往上疊的芯片制造流程后,就可產(chǎn)出必要的 IC 芯片(這些會在后面介紹)。然而,沒有設(shè)計圖,擁有再強制造能力都沒有用,因此,建筑師的角色相當重要。
芯片制造的10大步驟
沉積:制造芯片的第一步,通常是將材料薄膜沉積到晶圓上。材料可以是導體、絕緣體或半導體。
光刻膠涂覆:進行光刻前,首先要在晶圓上涂覆光敏材料“光刻膠”或“光阻”,然后將晶圓放入光刻機。
曝光:在掩模版上制作需要印刷的圖案藍圖。晶圓放入光刻機后,光束會通過掩模版投射到晶圓上。光刻機內(nèi)的光學元件將圖案縮小并聚焦到光刻膠涂層上。在光束的照射下,光刻膠發(fā)生化學反應(yīng),光罩上的圖案由此印刻到光刻膠涂層。
計算光刻:光刻期間產(chǎn)生的物理、化學效應(yīng)可能造成圖案形變,因此需要事先對掩模版上的圖案進行調(diào)整,確保最終光刻圖案的準確。ASML將現(xiàn)有光刻數(shù)據(jù)及圓晶測試數(shù)據(jù)整合,制作算法模型,精確調(diào)整圖案。
烘烤與顯影:晶圓離開光刻機后,要進行烘烤及顯影,使光刻的圖案永久固定。洗去多余光刻膠,部分涂層留出空白部分。
刻蝕:顯影完成后,使用氣體等材料去除多余的空白部分,形成3D電路圖案。
計量和檢驗:芯片生產(chǎn)過程中,始終對晶圓進行計量和檢驗,確保沒有誤差。檢測結(jié)果反饋至光刻系統(tǒng),進一步優(yōu)化、調(diào)整設(shè)備。
離子注入:在去除剩余的光刻膠之前,可以用正離子或負離子轟擊晶圓,對部分圖案的半導體特性進行調(diào)整。
視需要重復制程步驟:從薄膜沉積到去除光刻膠,整個流程為晶圓片覆蓋上一層圖案。而要在晶圓片上形成集成電路,完成芯片制作,這一流程需要不斷重復,可多達100次。
封裝芯片:最后一步,切割晶圓,獲得單個芯片,封裝在保護殼中。這樣,成品芯片就可以用來生產(chǎn)電視、平板電腦或者其他數(shù)字設(shè)備了!
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責任編輯:李倩
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