半导体芯片生产制造工艺和生产设备全解析：从晶源到一颗芯片的旅程

半导体芯片生产制造工艺和生产设备全解析：从晶源到一颗芯片的旅程

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/zhangp973/article/details/145647833

半导体芯片的制造过程是一个复杂而精细的技术流程，涉及多个关键步骤和专用设备。本文将详细介绍从晶圆到芯片的制造工艺，包括沉积、光刻、蚀刻、金属沉积和平坦化等关键步骤，并配以相关设备的图片说明。

制造工艺流程

1. 沉积绝缘层：在晶圆上沉积一层绝缘二氧化硅。
2. 涂覆光刻胶：在晶圆表面涂上光刻胶，然后进行软烘烤去除溶剂。
3. 光刻曝光：将晶圆通过光刻工具传输，光掩模上的图案通过弱化被光照射到的光刻胶区域转移到晶圆上的每个芯片。
4. 显影：晶圆进入显影器，洗去被光刻工具光线照射到的部分。
5. 硬烘烤：对晶圆进行硬烘烤，使剩余的光刻胶变硬，形成掩模层。
6. 蚀刻：晶圆进入蚀刻工具，离子蚀刻机通过暴露的二氧化硅去除垂直柱，直到到达前一层的金属容器。
7. 去除掩模层：晶圆被送到光刻胶剥离器，去除掩模层。
8. 金属沉积：晶圆进入物理蒸汽沉积工具，一系列金属填充暴露的图案并在晶圆上涂上金属。
9. 平坦化：晶圆被送往化学机械平面化工具，研磨金属，形成平坦的绝缘二氧化硅和与光掩模图案相匹配的导电铜互连。

关键设备介绍

光刻显影相关设备

金属注入设备

主要分为三类：

• 物理蒸发沉积注入
• 化学蒸发沉积注入
• 化学机械平展

每种元素都放在自己的罐内：

离子注入

离子注入主要用于形成高掺杂的半导体，只注入磷（P）和硼（B）元素。通过高能量等离子移除不需要的元素，再通过超高温修复晶格损伤：

质量检测

完成制造后，使用扫描电子显微镜进行检查，分辨率可达纳米级别。

通过以上步骤，晶圆最终被加工成完整的芯片。这个过程展示了半导体制造的复杂性和精密性，每一步都需要高度精确的控制和专用设备的支持。